CZ307189B6 - A method of production of catalysts of a perovskite structure, catalysts perovskite structure and their use for high temperature decomposition of N2O - Google Patents

A method of production of catalysts of a perovskite structure, catalysts perovskite structure and their use for high temperature decomposition of N2O Download PDF

Info

Publication number
CZ307189B6
CZ307189B6 CZ2017-50A CZ201750A CZ307189B6 CZ 307189 B6 CZ307189 B6 CZ 307189B6 CZ 201750 A CZ201750 A CZ 201750A CZ 307189 B6 CZ307189 B6 CZ 307189B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
group
catalyst
catalysts
water
metals
Prior art date
Application number
CZ2017-50A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ201750A3 (en
Inventor
Galina Sádovská
Petr Sazama
Original Assignee
Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v. v. i.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v. v. i. filed Critical Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v. v. i.
Priority to CZ2017-50A priority Critical patent/CZ307189B6/en
Priority to EP18150610.6A priority patent/EP3354341B1/en
Publication of CZ201750A3 publication Critical patent/CZ201750A3/en
Publication of CZ307189B6 publication Critical patent/CZ307189B6/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/32Manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/34Manganese
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8621Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625Nitrogen oxides
    • B01D53/8628Processes characterised by a specific catalyst
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/002Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/78Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with alkali- or alkaline earth metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/80Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with zinc, cadmium or mercury
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/83Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with rare earths or actinides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/835Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with germanium, tin or lead
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/85Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/86Chromium
    • B01J23/866Nickel and chromium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • B01J37/0027Powdering
    • B01J37/0036Grinding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/009Preparation by separation, e.g. by filtration, decantation, screening
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/04Mixing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08Heat treatment
    • B01J37/082Decomposition and pyrolysis
    • B01J37/086Decomposition of an organometallic compound, a metal complex or a metal salt of a carboxylic acid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08Heat treatment
    • B01J37/082Decomposition and pyrolysis
    • B01J37/088Decomposition of a metal salt
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/40Mixed oxides
    • B01D2255/402Perovskites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/40Nitrogen compounds
    • B01D2257/402Dinitrogen oxide
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/10Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method of production of perovskite structure catalysts for high temperature decomposition of N2O, the catalysts having a general formula A1-xBxCyD1-yO3-δ and wherein A and B are selected from the group consisting of lanthanides, alkaline earth metals, Group III.A and IV.A metals, transition metals of groups IB, II.B, III.B, IV.B, VI.B, VIII.B and Bi; C and D are selected from the group consisting of transition metals of Groups IV.B, V.B, VI.B, VII.B, VIII.B, Lanthanides, Sn, Al and Sb; x and y are independent numbers ranging from 0 to 1, and δ is the oxygen non-stoichiometric number of values ranging from -0.1 to 0.5; which comprises the steps of mixing of solid phases of water-soluble salts of cations A, B, C and D with a water soluble anionic salt selected from the group comprising carbonate, bicarbonate, oxalate, sulfate, metaphosphate, phosphate, hydroxide, nitrite, chromate and dichromate; homogenization; addition of surfactant; stirring; suspension filtration, drying and calcination.
The present invention further relates to catalysts of perovskite structure and use thereof for high temperature decomposition of N2O.

Description

Oblast technikyTechnical field

Předkládaný vynález se týká způsobu výroby katalyzátorů perovskitové struktury pro vysokoteplotní rozklad N2O. Vynález řeší totální eliminaci oxidu dusného na perovskitových katalyzátorech za vysokých teplot ve směsi plynu, které odpovídá složení pod Pt-Rh síty při oxidaci amoniaku na NO ve výrobnách kyseliny dusičné. Vynález popisuje syntézní postupy katalyzátorů, jejich charakterizaci a katalytický účinek za podmínek výrobny kyseliny dusičné (při teplotách nad 700 °C a průtoku plynu odpovídajícímu GHSV 100 000 h“1). Dále se vynález týká katalyzátorů perovskitové struktury a jejich použití pro vysokoteplotní rozklad N2O.The present invention relates to a process for the production of perovskite structure catalysts for high temperature N 2 O decomposition. The invention solves total elimination of nitrous oxide on perovskite catalysts at high temperatures in a gas mixture corresponding to the composition below Pt-Rh sieves during oxidation of ammonia to NO in nitric acid plants. The invention describes the synthesis processes of the catalysts, their characterization and the catalytic effect under the conditions of a nitric acid production plant (at temperatures above 700 ° C and a gas flow rate corresponding to GHSV of 100,000 h -1 ). Furthermore, the invention relates to perovskite structure catalysts and their use for high temperature N 2 O decomposition.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Oxid dusný (N2O) je velmi často nežádoucím produktem spalovacích procesů, v automobilech, teplárnách, spalovnách, v chemických výrobách apod. Důvodem snahy o potlačení jeho produkce je jeho schopnost rozkládat ozon, díky čemuž působí jako skleníkový plyn, který je přibližně 310x horší nežli CO2 (Globál Warming Potential GWP = 310) v časovém horizontu 100 let. Z tohoto důvodu je snahou emise N2O snížit či zcela potlačit.Nitrous oxide (N 2 O) is very often an undesirable product of combustion processes, in cars, heating plants, incinerators, chemical plants, etc. The reason for efforts to suppress its production is its ability to decompose ozone, which makes it a greenhouse gas, which is approximately 310x worse than CO 2 (Global Warming Potential GWP = 310) in 100 years. For this reason, the effort is to reduce or completely suppress N 2 O emissions.

Jedním z trvalých producentů nežádoucího N2O je výroba kyseliny dusičné, při které vzniká oxid dusný jako nežádoucí produkt při nedokonalé oxidaci amoniaku podle rovnice (I):One of the permanent producers of undesirable N 2 O is the production of nitric acid, which produces nitrous oxide as an undesirable product in the incomplete oxidation of ammonia according to equation (I):

NH3 + 2 O2h> N2O + 3 H2O (I)NH 3 + 2 O 2 h> N 2 O + 3 H 2 O (I)

Proto je velmi důležité nalézt vhodné katalyzátory, které by vzniklý N2O eliminovaly.Therefore, it is very important to find suitable catalysts to eliminate the resulting N 2 O.

Stávající technologie výroby kyseliny dusičné nabízejí díky svému uspořádání 3 možné způsoby eliminace N2O, a to na primárním, sekundárním nebo terciárním stupni technologie. Odstranění N2O na primárním stupni vyžaduje takový katalyzátor, který by zamezil prvotnímu vzniku N2O při spalování amoniaku na Pt/Rh katalytických sítech, což se doposud nepodařilo. Sekundární stupeň nabízí využití prostoru přímo pod Pt/Rh síty pro umístění katalyzátoru, který však musí odolat vysokým teplotám a specifickému složení korozního plynu vzniklého oxidací amoniaku. Terciární stupeň znamená zařazení dalšího reaktoru, tudíž investici, pro umístění katalyzátoru na závěr technologie výroby HNO3 a rozklad N2O v koncových odplynech.Existing nitric acid production technologies offer 3 possible ways of N 2 O elimination at the primary, secondary or tertiary stage of the technology. The removal of N 2 O at the primary stage requires a catalyst that would prevent the initial formation of N 2 O during the combustion of ammonia on Pt / Rh catalyst networks, which has not been achieved so far. The secondary stage offers the use of a space directly below the Pt / Rh screens to accommodate the catalyst, which, however, has to withstand high temperatures and the specific composition of the corrosive gas produced by ammonia oxidation. The tertiary stage means the inclusion of an additional reactor, hence an investment, for placing the catalyst at the end of the HNO 3 production technology and decomposing N 2 O in the tail gas.

S ohledem na konstrukční uspořádání stávajících výroben kyseliny dusičné a dosavadní výsledky výzkumu katalyzátorů pro jednotlivé stupně se jako nejvhodnější jeví vysokoteplotní katalytický rozklad N2O na molekulární kyslík a dusík přímo pod Pt/Rh síty na tzv. sekundárním stupni.With regard to the design of existing nitric acid plants and the results of the research of catalysts for individual stages, the high temperature catalytic decomposition of N 2 O into molecular oxygen and nitrogen directly below the Pt / Rh sieves at the so-called secondary stage seems to be the most suitable.

Pro vysokoteplotní rozklad N2O jsou známy katalyzátory na bázi oxidů kovů, oxidy kovů na nosičích a kovy iontově vyměněné v zeolitech.Catalysts based on metal oxides, supported metal oxides and ion exchanged metals in zeolites are known for the high temperature decomposition of N 2 O.

V katalytických reakcích jsou často využívány hlinito-křemičitany, a rovněž pro vysokoteplotní rozklad byly tyto materiály testovány. V DE 19805202 je uváděn pro rozklad N2O katalyzátor na bázi kordieritu dopovaný V, Cr, Fe, Ni, Co, Cu, Bi, Ca, Zn, Al, Mg pracující při 800 až 1000 °C, avšak bez popisu přípravy a příslušných výsledků katalytických testů.Aluminosilicates are often used in catalytic reactions and these materials have also been tested for high temperature decomposition. DE 19805202 discloses for the decomposition of N 2 O a cordierite-based catalyst doped with V, Cr, Fe, Ni, Co, Cu, Bi, Ca, Zn, Al, Mg operating at 800 to 1000 ° C, but without describing the preparation and the respective results of catalytic tests.

Zeolit ferrierit s Si/Al=27,5 byl podroben iontové výměně v roztoku síranu železnatého ve WO2012025630, a byl testován při teplotě 850 °C s konverzí přes 99 %. Aplikace zeolitického katalyzátoru v průmyslových podmínkách však vyžaduje vysokou stabilitu z důvodu rychlého nárůstu teploty a vlastní katalytickou funkčnost při teplotách přesahujících i 900 °C. KvůliThe zeolite ferrierite with Si / Al = 27.5 was subjected to an ion exchange in the ferrous sulfate solution in WO2012025630, and was tested at 850 ° C with a conversion of over 99%. However, the application of zeolite catalyst under industrial conditions requires high stability due to the rapid temperature rise and the catalytic functionality itself at temperatures in excess of 900 ° C. Due to

- 1 CZ 307189 B6 vysokému obsahu H2O ve strukturách zeolitu a nízké teplotní stabilitě ferrieritu je životnost tohoto katalyzátoru nízká, je tedy zcela nevyhovující pro průmyslovou aplikaci.The high lifetime of H 2 O in zeolite structures and the low thermal stability of ferrierite, the life of this catalyst is low, and is therefore completely unsatisfactory for industrial applications.

W00202230 popisuje použití oxidu ceričitého jako katalyticky aktivního nosiče (alumina a MgO jsou zcela inertní). Dokument uvádí syntézu a funkčnost katalyzátorů o složení 0,1 až 10 mol Co(3_x)MxO4, kde M je Fe nebo Al a x = 0-2, na nosiči CeO2, A12O3 a MgO s možnou příměsí 0,01 až 2 % hmotn. ZrO2. Ze srovnání katalyzátorů pracujících při 900 °C, 5 bar a GHSV = 55 000 - 110 000 h_l vyplývá, že konverze N2O na katalyzátoru Co3O4-CeO2 0,2% ZrO2 napomáhá snížení degradace aktivity katalyzátoru v čase, a je okolo 95 % i po 100 dnech, zatímco katalyzátory Co2AIO4 a Co2A1O4 na MgO nosiči ztrácí většinu své aktivity po několika dnech fungování. U katalyzátorů s obsahem kobaltu však vyvstává podezření, že tento kov může působit jako katalytický jed pro Pt/Rh síta, tudíž je rovněž nevhodný pro průmyslové aplikace při výrobě kyseliny dusičné.WO0202230 describes the use of cerium oxide as a catalytically active carrier (alumina and MgO are completely inert). The document discloses the synthesis and functionality of catalysts containing 0.1 to 10 moles of Co ( 3 x ) M x O 4 , where M is Fe or Al ax = 0-2, supported on CeO 2 , Al 2 O 3 and MgO with possible 0.01 to 2 wt. ZrO 2 . A comparison of catalysts operating at 900 ° C, 5 bar and GHSV = 55,000-110,000 h -1 indicates that the conversion of N 2 O on the Co 3 O 4 -CeO 2 catalyst 0.2% ZrO 2 helps to reduce the degradation of catalyst activity over time , and is about 95% even after 100 days, while the Co 2 AlO 4 and Co 2 AlO 4 catalysts on the MgO carrier lose most of their activity after several days of operation. However, cobalt-containing catalysts are suspected to be a catalyst poison for Pt / Rh sieves and are therefore unsuitable for industrial nitric acid production applications.

Dokument US2009130010 uvádí katalyzátory s obsahem vzácných kovů Rh, Rh/Pd nebo Rh2O3 na nosičích ZrO2, A12O3 nebo TiO2. Nejlépe pracující katalyzátory s 0,6 % Rh jsou však schopny rozkládat při 880 °C jen 80 % N2O vzniklého ze spalování amoniaku.US2009130010 discloses noble metal catalysts of Rh, Rh / Pd or Rh 2 O 3 on ZrO 2 , Al 2 O 3 or TiO 2 supports. However, the best working catalysts with 0.6% Rh are capable of decomposing only 80% of the N 2 O resulting from the combustion of ammonia at 880 ° C.

Impregnace kobaltu a ceru různým impregnačními postupy na keramický základ MgO-Al2O3 vypálený při 1200 °C vede dle dokumentu US2010209325 k přípravě katalyzátorů s aktivitou kolem 90 % při teplotě 800 °C. Opět je zde přítomen kobalt, který by mohl migrovat do Pt/Rh sít, a tím snižovat jejich katalytickou aktivitu.Impregnation of cobalt and cerium with various impregnation processes on a ceramic base MgO-Al 2 O 3 fired at 1200 ° C leads to the preparation of catalysts having an activity of about 90% at 800 ° C according to US2010209325. Again, there is cobalt present, which could migrate to Pt / Rh networks and thereby reduce their catalytic activity.

Spinel uvedený v US6723295 byl připraven kalcinací CuO, ZnO a A12O3 a jeho katalytická aktivita byla sledována pouze při 750 °C a po 21 dnech vykazuje konverzi maximálně 68 %. Tentýž katalyzátor o složení 16-20-64 % či 18-20-62 % CuO-ZnO-Al2O3, který je předmětem W02005000738(A1), neumožňuje úplnou eliminaci vzniklého N2O ve výstupních plynech ani při teplotě 980 °C.The spinel disclosed in US6723295 was prepared by calcination of CuO, ZnO and Al 2 O 3 and its catalytic activity was monitored only at 750 ° C and showed a conversion of at most 68% after 21 days. The same 16-20-64% or 18-20-62% CuO-ZnO-Al 2 O 3 catalyst, which is the subject of WO2005000738 (A1), does not allow complete elimination of the N 2 O formed in the off-gases even at 980 ° C .

Srážením z roztoků dusičnanů železa a hliníku byly připraveny katalyzátory na bázi směsných oxidů Fe2O3 s A12O3 v odborném článku autorů Giecko a spol. (Giecko G., Borowiecki T., Gac W., Kruk L: Catalysis Today, 2008, 137, 403-9) poskytujících při teplotě 750 °C konverzi N2O ve výši 95%.By precipitation from iron and aluminum nitrate solutions, catalysts based on mixed oxides of Fe 2 O 3 with Al 2 O 3 were prepared in a paper by Giecko et al. (Giecko G., Borowiecki T., Gac W., Kruk L: Catalysis Today, 2008, 137, 403-9) giving a 95% N 2 O conversion at 750 ° C.

Rovněž jsou v odborné literatuře uváděny jako slibné funkční materiály katalyzátory na bázi hexaaluminátů (Santiago M., Pérez-Ramírez J.: Environ. Sci. Technol., 2007, 41, 1704-9) mající vzorec ABA1HOW (kde A = La, Ba, B = Mn, Fe, Ni), které byly připraveny srážením z roztoku dusičnanů uhličitanem amonným. Autoři uvádí konverzi 95% N2O při teplotě 830 °C a GHSV = 30 000 mL/h g.Hexaaluminate catalysts (Santiago M., Pérez-Ramirez J .: Environ. Sci. Technol., 2007, 41, 1704-9) having the formula ABA1 H O W (where A = La, Ba, B = Mn, Fe, Ni), which were prepared by precipitation from a nitrate solution with ammonium carbonate. The authors reported the conversion of 95% N 2 O at 830 ° C and GHSV = 30,000 mL / h g.

Perovskitové katalyzátory s obsahem kovů La-Ni, La-Ni-Cu, La-Ni-Co nanesené na honeycomb nosič W02007104403 jsou schopny dosáhnout při 900 °C 95% konverze N2O na molekulární dusík a kyslík. Ovšem příprava těchto katalyzátorů opět využívá toxického etylenglykolu a není proto vhodná pro průmyslové aplikace. Použití toxických surovin není průmyslově aplikovatelné.The La-Ni, La-Ni-Cu, La-Ni-Co metal-containing perovskite catalysts deposited on the honeycomb support WO2007104403 are capable of achieving a 95% conversion of N 2 O to molecular nitrogen and oxygen at 900 ° C. However, the preparation of these catalysts again utilizes toxic ethylene glycol and is therefore not suitable for industrial applications. The use of toxic raw materials is not industrially applicable.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Předkládaný vynález se týká katalyzátorů perovskitového typu, postupu jejich výroby a jejich použití pro vysokoteplotní rozklad N2O, přičemž výroba probíhá bez použití toxického etylenglykolu a je tudíž vhodná pro průmyslové aplikace. Tento syntézní postup je proveditelný v průmyslovém měřítku a zaručuje požadovanou perovskitovou strukturu s vysokým katalytickým účinkem při rozkladu N2O za vysokých teplot. Výsledky katalytických testů potvrzují úplnou eliminaci N2O při teplotách nad 700 °C v průtoku směsi plynů o složení odpovídajícímuThe present invention relates to perovskite-type catalysts, a process for their preparation and their use for high temperature decomposition of N 2 O, wherein the production is carried out without the use of toxic ethylene glycol and is therefore suitable for industrial applications. This synthesis process is feasible on an industrial scale and guarantees the desired perovskite structure with a high catalytic effect when decomposing N 2 O at high temperatures. The results of the catalytic tests confirm the complete elimination of N 2 O at temperatures above 700 ° C in a gas mixture flow with a composition corresponding to

-2 CZ 307189 B6 spalování amoniaku. Zástupci katalyzátorů ze stavu techniky byly porovnány s připravenými katalyzátory za totožných podmínek, přičemž toto testování potvrdilo vysokou účinnost katalyzátorů perovskitového typu.Ammonia combustion. Representatives of prior art catalysts were compared to prepared catalysts under identical conditions, and this testing confirmed the high efficiency of perovskite-type catalysts.

Předmětem předkládaného vynálezu je způsob výroby katalyzátorů perovskitové struktury pro vysokoteplotní rozklad N2O, které mají obecný vzorec A|_xBxCyDl yO3 g a kde A a B jsou vybrané ze skupiny sestávající z lanthanoidů, kovů alkalických zemin, kovů skupiny III.A a IV.A, přechodných kovů skupiny LB, II.B, III.B, IV.B, VI.B, VIII.B a Bi;The present invention is a process for producing catalysts of the perovskite structure for high temperature decomposition of N 2 O, having the general formula A | _ x B x C y D ly O3 g wherein A and B are selected from the group consisting of lanthanide metals, alkaline earth metals, metals of group III.A and IV.A, LB, II.B, III.B, IV.B, VI.B, VIII.B and Bi transition metals;

C a D jsou vybrané ze skupiny sestávající z přechodných kovů skupiny IV.B, V.B, VI.B, VII.B, VIII.B, lanthanoidů, Sn, Al a Sb;C and D are selected from the group consisting of transition metals of Group IV.B, Great, VI.B, VII.B, VIII.B, lanthanides, Sn, Al and Sb;

x a y jsou nezávislá čísla v rozmezí od 0 do 1 a δ je číslo určující nestechiometrii kyslíku nabývající hodnot v rozmezí od -0,1 do 0,5;x and y are independent numbers ranging from 0 to 1 and δ is a number indicating the non-stoichiometry of oxygen ranging from -0.1 to 0.5;

kterýžto způsob zahrnuje následující kroky:which method comprises the following steps:

i) pevné fáze vodorozpustných solí kationtů A, B, C a D ve vzájemném stechiometrickém poměru se smíchají s 1,1 až l,4násobkem vodorozpustné soli aniontu vybraného ze skupiny zahrnující uhličitan, hydrogenuhličitan, šťavelan, síran, metafosforečnan, fosforečnan, hydroxid, dusitan, chroman a dichroman;i) the solid phases of the water-soluble salts of cations A, B, C and D in a stoichiometric ratio are mixed with 1.1 to 1.4 times the water-soluble salt of an anion selected from the group consisting of carbonate, bicarbonate, oxalate, sulfate, metaphosphate, phosphate, hydroxide, nitrite , chromate and dichromate;

ii) výsledná směs se homogenizuje;ii) homogenizing the resulting mixture;

iii) k homogenizované směsi se přidá vodný roztok surfaktantu o koncentraci v rozmezí od 5 do 80 % (hmotn.) v množství do 10 % hmotn. z celkové hmotnosti homogenizovaných solí z kroku ii), s výhodou 3 až 5 % hmotn. z celkové hmotnosti homogenizovaných solí, nejvýhodněji 4 % hmotn. z celkové hmotnosti homogenizovaných solí, a výsledná směs se míchá po dobu 10 až 40 minut, s výhodou po dobu 20 minut, za vzniku pasty;iii) an aqueous surfactant solution having a concentration ranging from 5 to 80% (w / w) in an amount of up to 10% by weight is added to the homogenized mixture. % of the total weight of the homogenized salts of step ii), preferably 3 to 5 wt. % of the total weight of the homogenized salts, most preferably 4 wt. from the total weight of the homogenized salts, and the resulting mixture is stirred for 10 to 40 minutes, preferably for 20 minutes, to form a paste;

iv) pasta z kroku iii) se nechá doreagovat volným stáním při laboratorní teplotě po dobu alespoň dvou hodin, s výhodou po dobu 14 hodin;iv) the paste of step iii) is allowed to react by free standing at room temperature for at least two hours, preferably for 14 hours;

v) doreagovaná pasta z kroku iv) se rozmíchá ve vodě za vniku suspenze, s výhodou je množství vody alespoň pětinásobkem objemu doreagované pasty;v) mixing the reacted paste of step iv) in water to form a suspension, preferably the amount of water is at least five times the volume of the reacted paste;

vi) suspenze z předchozího kroku se přefiltruje, pevná fáze se popřípadě dále promyje vodou a případně odstředí, přičemž promytí vodou a případné odstředění se může několikrát opakovat;vi) filtering the suspension from the previous step, optionally washing the solid phase further with water and optionally centrifuging, washing with water and optionally centrifuging several times;

vii) pevná fáze z předchozího kroku se usuší při teplotě v rozmezí od 100 do 150 °C, s výhodou po dobu alespoň jedné hodiny;vii) drying the solid phase of the preceding step at a temperature in the range of from 100 to 150 ° C, preferably for at least one hour;

viii) usušená pevná fáze se rozemele na prášek a kalcinuje při teplotě alespoň 900 °C po dobu nejméně 2 hodin.(viii) The dried solid is ground to a powder and calcined at a temperature of at least 900 ° C for at least 2 hours.

Vodorozpustnou solí kationtů A, B, C a D, stejně jako vodorozpustnou solí aniontu (tzv. aniontové srážedlo) vybrané ze skupiny zahrnující uhličitan, hydrogenuhličitan, šťavelan, síranu, metafosforečnan, fosforečnan, hydroxid, dusitan, chroman a dichroman, se rozumí sůl, jejíž rozpustnost ve vodě je vyšší než 0,1 mol/L při 20 °C.A water-soluble salt of cations A, B, C and D, as well as a water-soluble salt of anion (anionic precipitant) selected from the group consisting of carbonate, bicarbonate, oxalate, sulfate, metaphosphate, phosphate, hydroxide, nitrite, chromate and dichromate, whose solubility in water is greater than 0.1 mol / L at 20 ° C.

Vzájemným stechiometrických poměrem pevné fáze vodorozpustných solí kationtů se rozumí takový poměr množství jednotlivých reaktantů, který kompletně zreaguje na daný katalyzátor perovskitového typu, tedy například při přípravě katalyzátoru vzorce Lao^SrosMnOg budou vzájemné molární poměry kationtů vstupních vodorozpustných solí La, Sr a Mn v poměru 1:1:2. Principem výroby je míchání solí příslušných kationtů rozpustných ve vodě spolu se stechiometrickým nadbytkem solí aniontu, tvořícího s kationtem málo rozpustnou sůl s rozpustností pod 0,01 mol/L při 20 °C. V této soustavě látek dochází s přídavkem malého množství vody k částečnému rozpuštění soli kationtů a jeho okamžité reakci s aniontem částečně rozpuštěného aniontového srážedla za vzniku málo rozpustné látky. K. usnadnění parciálního rozpouštění a srážení je přidána povrchově aktivní látka - surfaktant. Proces lze popsat obecnou rovnicí (II), (l-x)AX(aq) + xBX(aq) + yCX(aq) + (l-y)DX(aq) + qMN(aq) + nH2O(l) A(1.x)BxCyD(1.y)Nq.nH2O(s) + qMX(aq) (II)The stoichiometric ratio of the solid phase of the water-soluble cationic salts is understood to be the ratio of the amount of individual reactants which completely reacts to a given perovskite-type catalyst, e.g. : 1: 2. The principle of manufacture is to mix salts of the respective water-soluble cations together with a stoichiometric excess of anion salts, forming a low-solubility salt with a cation having a solubility below 0.01 mol / L at 20 ° C. In this system of substances, with the addition of a small amount of water, the cation salt is partially dissolved and reacted immediately with the anion of the partially dissolved anionic precipitant to form a sparingly soluble substance. To facilitate partial dissolution and precipitation, a surfactant is added. The process can be described by the general equation (II), (1x) AX (aq) + xBX (aq) + yCX (aq) + (ly) DX (aq) + qMN (aq) + nH 2 O (1) A (1 . x) B x C y D (1 y) N q . n H 2 O (s) + q MX (aq) (II)

- J CZ 307189 B6 kde X je nezávisle anion, tvořící s A, B, C nebo D vodorozpustnou sůl dle výše uvedené definice, Nje anion vybraný ze skupiny zahrnující uhličitan, hydrogenuhličitan, šťavelan, síran, metafosforečnan, fosforečnan, hydroxid, dusitan, chroman a dichroman, M je kationt tvořící s N vodorozpustnou sůl MN odpovídající výše uvedené definici.Wherein X is independently an anion forming with A, B, C or D a water-soluble salt as defined above, N is an anion selected from the group consisting of carbonate, bicarbonate, oxalate, sulfate, metaphosphate, phosphate, hydroxide, nitrite, chromate and dichromate, M is a cation forming an N water-soluble salt of MN as defined above.

Vzniklé rozpustné soli MX se následně vymyjí a odfiltrují. Zbylá pevná fáze A(i_x)BxCyD(i.y)Nq.nH2O se po usušení kalcinuje za teploty umožňující únik krystalové vody a těkavých složek za vzniku oxidu kationtů se strukturou perovskitu. Základní podmínkou tohoto postupu je tedy vznik nerozpustné soli kationtů, který původně tvořil jinou rozpustnou sůl. Rozpustné soli kationtů pak musí při částečném rozpuštění přijít do styku s částečně rozpuštěnou solí aniontu, který s kationtem vytvoří nerozpustnou sůl.The resulting soluble MX salts are then washed and filtered. The residual solid phase A (i_ x) B x C y D (Iy) Nq.nH2O after drying is calcined at a temperature allowing crystal water and leakage of volatile components to form carbon cation perovskite structure. Thus, the basic condition of this process is the formation of an insoluble cationic salt that originally formed another soluble salt. The soluble cation salts must then come into contact with the partially dissolved salt of the anion which forms an insoluble salt with the cation when partially dissolved.

Ve výhodném provedení způsobu výroby katalyzátorů perovskitové struktury pro vysokoteplotní rozklad N2O je lanthanoidem La a/nebo Ce, kovem alkalických zemin je Mg, Ca a/nebo Sr, přechodným kovem LB skupiny je Cu a/nebo Ag, přechodným kovem II.B skupiny je Zn a/nebo Cd, přechodným kovem III.B skupiny je Y, přechodným kovem IV.B skupiny je Ti a/nebo Zr, přechodným kovem VI.B skupiny je Cr, Mo a/nebo W, přechodným kovem VII.B skupiny je Mn a přechodným kovem VIII.B skupiny je Fe, Co a/nebo Ni, kovem skupiny III. A je AI a/nebo TI a kovem skupiny IV. A je Ge, Sn a/nebo Pb. Ve výhodnějším provedení je A je vybraný ze skupiny sestávající z La, Ba, Zn, Ca, Zr, Cu, Cr, Y, Ce, Mg, TI, Pb, Ag; B je vybraný ze skupiny sestávající z Sr, Cu, Co, Ge, Ni, Ti, Cd, La, Ce; C a D je vybraný ze skupiny sestávající z Mn, Al, Ce, Co, Sn, Sb, V, Fe, Zr, W, Mo.In a preferred embodiment of the process for producing perovskite structure catalysts for high temperature decomposition, N 2 O is the lanthanide La and / or Ce, the alkaline earth metal is Mg, Ca and / or Sr, the transition metal of the LB group is Cu and / or Ag, the transition metal II.B the transition metal of group IV.B is Y, the transition metal of group IV.B is Ti and / or Zr, the transition metal of Group VI.B is Cr, Mo and / or W, the transition metal of VII.B The Group VIII transition metal is Fe, Co and / or Ni, a Group III metal. A is Al and / or TI and a Group IV metal. A is Ge, Sn and / or Pb. In a more preferred embodiment, A is selected from the group consisting of La, Ba, Zn, Ca, Zr, Cu, Cr, Y, Ce, Mg, Ti, Pb, Ag; B is selected from the group consisting of Sr, Cu, Co, Ge, Ni, Ti, Cd, La, Ce; C and D is selected from the group consisting of Mn, Al, Ce, Co, Sn, Sb, V, Fe, Zr, W, Mo.

Nej výhodněji je způsobem výroby katalyzátorů perovskitové struktury pro vysokoteplotní rozklad N2O výše uvedený způsob výroby látek vybraných ze skupiny sestávající z La0,5Sr0 5MnO3, LaMnO3, Zno 5CU0 sA1O3, Cao 7Cuq 3MnO3, Ζηθ ^Sro sCeo 2Mno8O3, Ζτθ 5Coo 5Ce03, LaGeoi2Feoj803, Cro.8Nio>2Ce03, Mgo5Sro5Sn03, PbTio>2Miio,803, Ceo^SrosZrOs, MgojCdo^WCf, BaMnO3, CuMnO3, YCoO3, CeCoO3, LaSbO3; Yo jSro.sMnCb, MgTi02Mn08O3, Ceo^Sroo^MnCE, T1VO3 La0j5Sr0 5FeO3, CaTi0>8Ce0 2O3, Ca0,7Ce0,3MnO3, AgCe0,5Mn0,5O3, Pb0,2Laoj8Mo03, zejména Lao sSro sMnCh a LaMnO3.Most preferably, the process for producing catalysts of the perovskite structure for high temperature decomposition of N 2 O, the above method for producing substances selected from the group consisting of La 0, 5SR 0 5 MnO 3 Lamna 3, ZnO 5CU0 sA1O 3, Cao 7 Cuq 3 MnO 3 Ζηθ ^ Ltd. sCeo 2 May 8 O 3 , 5Coo 5Ce0 3 , LaGeo i2 Feo j8 0 3 , Cro. 8 Nio> 2 CE0 3 Mgo5Sro 5 Sn0 3 PbTio> Miio 2 8 0 3 CEO SrosZrOs ^, ^ MgojCdo WCF BaMnO 3 CuMnO 3 YCOO 3 ceco 3 LASB 3; Yo jSro.sMnCb, MgTi 02 Mn 08 O 3 , Ceo ^ Sroo ^ MnCE, T1VO 3 La 0j 5Sr 0 5 FeO 3 , CaTi 0> 8 Ce 0 2 O 3 , Ca 0 , 7 Ce 0 , 3 MnO 3 , AgCe 0 5 0 Mn 5 O 3, Pb 0, 2 Lao J8 MO0 3, especially Lao sSro sMnCh Lamna and third

Ve výhodném provedení je délka homogenizace směsi v kroku ii) alespoň 5 minut, s výhodou 5 až 20 minut.In a preferred embodiment, the homogenization time of the mixture in step ii) is at least 5 minutes, preferably 5 to 20 minutes.

Ve výhodném provedení je surfaktant vybraný ze skupiny nepěnivých neionogenních tenzidů obsahujících -OH nebo -NH2 koncové skupiny, zahrnující ethoxylované (Cl až C12)alifatické alkoholy, ethoxylované (Cl6 až C21)mastné kyseliny, s výhodou (Cl6 až C18)mastné kyseliny, polyoxyetyleny, estery (Cl2 až C20)karboxylových kyselin, polyetylenové glykolové estery, s výhodou je surfaktantem polyethylenglykol o Mw v rozmezí od 200 do 800, nejvýhodněji je surfaktantem PEG 400.In a preferred embodiment, the surfactant is selected from the group of non-foaming nonionic surfactants containing -OH or -NH 2 end groups, including ethoxylated (C1-C12) aliphatic alcohols, ethoxylated (C1-C21) fatty acids, preferably (C1-C18) fatty acids, polyoxyethylenes, carboxylic acid esters (C1 to C20), polyethylene glycol esters, preferably the surfactant is polyethylene glycol having an M w in the range of from 200 to 800, most preferably the surfactant is PEG 400.

Surfaktant je ve formě 5 až 80% (hmotn.) vodného roztoku, s výhodou 30 až 70% (hmotn.) vodného roztoku, výhodněji 40 až 60% (hmotn.) vodného roztoku.The surfactant is in the form of a 5 to 80% (w / w) aqueous solution, preferably a 30 to 70% (w / w) aqueous solution, more preferably a 40 to 60% (w / w) aqueous solution.

Vodorozpustné soli kationtů A, B, C a D jsou vybrané ze skupiny zahrnující soli anorganických kyselin, organických monokarboxylových, dikarboxylových a trikarboxylových (Cl až C10) kyselin, a (Cl až C4)alkoxidové soli, s výhodou jsou vodorozpustnými solemi kationtů A, B, C a D jejich sírany, uhličitany, halogenidy, dusičnany, fosforečnany, acetáty, mravenčany, citráty, oxaláty, laktáty, šťavelany, ethoxidy, nejvýhodněji jsou vodorozpustnými solemi kationtů A, B, C a D jejich dusičnany, sírany, chloridy, fosforečnany a uhličitany.The water-soluble salts of cations A, B, C and D are selected from the group consisting of inorganic acids, organic monocarboxylic, dicarboxylic and tricarboxylic (C1 to C10) acids, and (C1 to C4) alkoxide salts, preferably the water-soluble salts of cations A, B , C and D their sulfates, carbonates, halides, nitrates, phosphates, acetates, formates, citrates, oxalates, lactates, oxalates, ethoxides, most preferably the water-soluble salts of cations A, B, C and D their nitrates, sulfates, chlorides, phosphates and carbonates.

Vodorozpustná sůl aniontu vybraného ze skupiny zahrnující uhličitan, hydrogenuhličitan, šťavelan, síran, metafosforečnan, fosforečnan, hydroxid, dusitan, chroman a dichroman v kroku i) má s výhodou kation vybraný ze skupiny zahrnující Na+, K+, NH4 +, výhodněji jeThe water-soluble anion salt selected from the group consisting of carbonate, bicarbonate, oxalate, sulfate, metaphosphate, phosphate, hydroxide, nitrite, chromate and dichromate in step i) preferably has a cation selected from the group consisting of Na + , K + , NH 4 + , more preferably is

-4CZ 307189 B6 vodorozpustnou solí uhličitan sodný, uhličitan amonný, šťavelan sodný, šťavelan draselný nebo šťavelan amonný.Water soluble salt of sodium carbonate, ammonium carbonate, sodium oxalate, potassium oxalate or ammonium oxalate.

V jiném výhodném provedení způsobu podle předkládaného vynálezu krok sušení pevné fáze v kroku vii) proběhne při teplotě 120 °C, s výhodou po dobu alespoň dvou hodin.In another preferred embodiment of the process of the present invention, the solid phase drying step in step vii) is carried out at a temperature of 120 ° C, preferably for at least two hours.

V jiném výhodném provedení způsobu podle předkládaného vynálezu kalcinace v kroku viii) proběhne při teplotě v rozmezí od 900 °C do 1000 °C, s výhodou při teplotě 950 °C, výhodněji po dobu 4 hodin.In another preferred embodiment of the process of the present invention, the calcination in step viii) is carried out at a temperature in the range of 900 ° C to 1000 ° C, preferably at 950 ° C, more preferably for 4 hours.

Předmětem předkládaného vynálezu je dále katalyzátor perovskitové struktury obecného vzorce A]_xBxCyDi yO3 § pro vysokoteplotní rozklad N2O, kde A a B jsou vybrané ze skupiny sestávající z lanthanoidů, kovů alkalických zemin, kovů skupiny III.A a IV.A, přechodných kovů skupiny I.B, Π.B, II1.B, IV.B, VI.B, V1II.B a Bi;The present invention is also a catalyst of the perovskite structure of the general formula A] _ x B x C y Di y O 3 § for high temperature decomposition of N 2 O, wherein A and B are selected from the group consisting of lanthanide metals, alkaline earth metals, metals of group III. A and IV.A, transition metals of Group IB, Π.B, II1.B, IV.B, VI.B, V1II.B and Bi;

C a D jsou vybrané ze skupiny sestávající z přechodných kovů skupiny IV.B, V.B, VI.B, VII.B, VIII.B, lanthanoidů, Sn, Al a Sb;C and D are selected from the group consisting of transition metals of Group IV.B, Great, VI.B, VII.B, VIII.B, lanthanides, Sn, Al and Sb;

a přičemž x a y jsou nezávislá čísla v rozmezí od 0 do 1 a δ určuje nestechiometrii kyslíku a nabývá hodnot od -0,1 do 0,5, a přičemž látkou obecného vzorce A| xBxCyD|_yO3 s není BaMnO3. CuMnO3, YCoO3, CeCoO3, LaSbO3, Yo^Sro.sMnCh, MgTio>2Mno803, Ceo^Sro 5MnO3, T1VO3, La^Sro^FeO·;, CaTio.8Ceo>203, Ca0,7Ce0,3MnO3, AgCeo,5Mno,503, Pb0j2La0j8MoO3.and wherein x and y are independent numbers ranging from 0 to 1 and δ determines the non-stoichiometry of oxygen and takes values from -0,1 to 0,5, and wherein the substance of formula A | x B x C y D | _ y O 3 s is not BaMnO 3 . CuMnO 3 , YCoO 3 , CeCoO 3 , LaSbO 3 , Yo ^ Sro.sMnCh, MgTio > 2 M8080 3 , Ceo ^ Sro 5MnO 3 , T1VO 3 , La ^ Sro ^ FeO · ;, CaTio.8Ceo > 2 0 3 , Ca 0 , 7 Ce 0 , 3 MnO 3 , AgCeo, 5 Me, 5 0 3 , Pb 0j2 La 0j8 MoO 3 .

Ve výhodném provedení je lanthanoidem La a/nebo Ce, kovem alkalických zemin je Mg, Ca a/nebo Sr, přechodným kovem I.B skupiny je Cu a/nebo Ag, přechodným kovem II.B skupiny je Zn a/nebo Cd, přechodným kovem III.B skupiny je Y, přechodným kovem IV.B skupiny je Ti a/nebo Zr, přechodným kovem VI.B skupiny je Cr, Mo a/nebo W, přechodným kovem VII.B skupiny je Mn a přechodným kovem VIII.B skupiny je Le, Co a/nebo Ni, kovem skupiny III.A je Al a/nebo TI a kovem skupiny IV.A je Ge, Sn a/nebo Pb.In a preferred embodiment, the lanthanide is La and / or Ce, the alkaline earth metal is Mg, Ca and / or Sr, the transition metal of the IB group is Cu and / or Ag, the transition metal of Group II.B is Zn and / or Cd, the transition metal III Group B is Y, Group IV transition metal is Ti and / or Zr, Group VI.B transition metal is Cr, Mo and / or W, Group VII transition metal is Mn and Group VIII transition metal is Le, Co and / or Ni, the Group III.A metal is Al and / or T1, and the Group IV.A metal is Ge, Sn and / or Pb.

Ve výhodnějším provedení je A je vybraný ze skupiny sestávající z La, Ba, Zn, Ca, Zr, Cu, Cr, Y, Ce, Mg, TI, Pb, Ag; B je vybraný ze skupiny sestávající z Sr, Cu, Co, Ge, Ni, Ti, Cd, La, Ce; C a D je vybraný ze skupiny sestávající z Mn, Al, Ce, Co, Sn, Sb, V, Fe, Zr, W, Mo.In a more preferred embodiment, A is selected from the group consisting of La, Ba, Zn, Ca, Zr, Cu, Cr, Y, Ce, Mg, Ti, Pb, Ag; B is selected from the group consisting of Sr, Cu, Co, Ge, Ni, Ti, Cd, La, Ce; C and D is selected from the group consisting of Mn, Al, Ce, Co, Sn, Sb, V, Fe, Zr, W, Mo.

Ve výhodném provedení je katalyzátor perovskitové struktury pro vysokoteplotní rozklad N2O vybraný ze skupiny sestávající z Lao,5Sro5MnO3, LaMnO3, Zn0 5Cu0>5A1O3, Cao>7Cuo,3Mn03, Zno^Sro^Ceo^Mno^Cfy ZrojCoo^CeCh, LaGeo2Feo^03, Cro8Nio,2Ce03, Mgo^Sro^SnCfy PbTioi2Mno;803, Ceo jSro 5ZrO3, Mgo^CdojWOj.In a preferred embodiment, the perovskite structure catalyst for high temperature decomposition of N 2 O is selected from the group consisting of Lao, 5 Sro 5 MnO 3 , LaMnO 3 , Zn 0 5 Cu 0> 5 AlO 3 , Cao > 7 Cuo, 3 MnO 3 , Zno 2. Ltd. Ceo ^ ^ ^ Well CFY ZrojCoo ^ Bohemia, LAGE 2 Feo ^ 0 3 Cro8Nio 2 CE0 3, MgO Ltd. ^ ^ i2 SNCF PbTio Well; 80 3 5 Ceo jSro ZrO 3, MgO-CdojWOj.

V nej výhodnějším provedení je katalyzátorem perovskitové struktury La0 5Sr0 5MnO3 a LaMnO3.In a most preferred embodiment, the catalyst of the perovskite structure is La 0 5 Sr 0 5 MnO 3 and LaMnO 3 .

Předmětem předkládaného vynálezu je rovněž použití katalyzátorů perovskitové struktury obecného vzorce A|_xBxCyD|_yO3_g podle předkládaného vynálezu, kde A a B jsou vybrané ze skupiny sestávající z lanthanoidů, kovů alkalických zemin, kovů skupiny III.A a IV.A, přechodných kovů skupiny I.B, II.B, III.B, IV.B, VI.B, VIII.B a Bi;The present invention also relates to the use of perovskite structure catalysts of the general formula A 1 x B x C y D 1 y O 3 g according to the present invention wherein A and B are selected from the group consisting of lanthanides, alkaline earth metals, Group III metals. A and IV.A, Group IB, II.B, III.B, IV.B, VI.B, VIII.B and Bi transition metals;

C a D jsou vybrané ze skupiny sestávající z přechodných kovů skupiny IV.B, V.B, VI.B, VII.B, VIII.B, lanthanoidů, Sn, Al a Sb;C and D are selected from the group consisting of transition metals of Group IV.B, Great, VI.B, VII.B, VIII.B, lanthanides, Sn, Al and Sb;

a přičemž x a y jsou nezávislá čísla v rozmezí od 0 do 1 a δ určuje nestechiometrii kyslíku a nabývá hodnot od -0,1 do 0,5, a přičemž látkou obecného vzorce Aí xBxCvDi-yO, 0 není BaMnO3, CuMnO3; YCoO3, CeCoO3, LaSbO3, Y0,5Sr0,5MnO3, MgTi0;2Mno,g03, Ce0,5Sro>5Mn03, T1VO3, Lao,5SrOj5FeÓ3, CaTi0,8Ce0;2O3, Cao,7Ceo 3MnO3, AgCeo,5Mno,503, Pb0,2La0,8MoO3;and wherein x and y are independent numbers ranging from 0 to 1 and δ determines the non-stoichiometry of oxygen and takes values from -0.1 to 0.5, and wherein the compound of formula A x x B x C in Di- y 0, 0 is not BaMnO 3 , CuMnO 3; YCoO 3 , CeCoO 3 , LaSbO 3 , Y 0 , 5 Sr 0 , 5MnO 3 , MgTi 0; 2 Me, g 0 3 , Ce 0 , 5Sro > 5 MnO 3 , T1VO 3 , Lao, 5 Sr Oj 5FeO 3 , CaTi 0 0 8Ce; 2 O 3, Cao, Ce 7 3 MnO 3 AgCeo 5 Well 5 0 3 0 Pb, La 2 0 3 8MoO;

pro vysokoteplotní rozklad N2O. Vysokoteplotním rozkladem N2O se rozumí rozklad N2O při teplotách nad 700 °C, s výhodou při teplotách nad 850 °C, nejvýhodněji při teplotách nad 900 °C.for high temperature decomposition of N 2 O. High temperature decomposition of N 2 O means decomposition of N 2 O at temperatures above 700 ° C, preferably at temperatures above 850 ° C, most preferably at temperatures above 900 ° C.

-5CZ 307189 B6-5GB 307189 B6

Katalyzátory perovskitového typu, připravené způsobem podle předkládaného vynálezu, jsou vysoce tepelně stabilní a dlouhodobě aktivní při rozkladu oxidu dusného při teplotách převyšujících 700 °C za podmínek odpovídajících spalování amoniaku při výrobě kyseliny dusičné. Uvedený postup neobsahuje toxické látky jako postupy známé ze stavu techniky, je ekonomicky výhodný a zaručuje požadovanou perovskitovou strukturu, lze jej proto aplikovat v průmyslovém měřítku.The perovskite-type catalysts prepared by the process of the present invention are highly thermally stable and have long-term activity in decomposing nitrous oxide at temperatures in excess of 700 ° C under conditions corresponding to ammonia combustion in nitric acid production. The process does not contain toxic substances as known in the art, is economically advantageous and guarantees the desired perovskite structure, and can therefore be applied on an industrial scale.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Obrázek 1: XRD difraktogram katalyzátoru LSM-P1 připraveného podle Příkladu 1Figure 1: XRD diffractogram of the LSM-P1 catalyst prepared according to Example 1

Obrázek 2: XRD difraktogram katalyzátoru LSM-P2 připraveného podle Příkladu 2Figure 2: XRD diffractogram of the LSM-P2 catalyst prepared according to Example 2

Obrázek 3: XRD difraktogram katalyzátoru LSM-P3 připraveného podle Příkladu 3Figure 3: XRD diffractogram of the LSM-P3 catalyst prepared according to Example 3

Obrázek 4: XRD difraktogram katalyzátoru LSM-P4 připraveného podle Příkladu 4Figure 4: XRD diffractogram of the LSM-P4 catalyst prepared according to Example 4

Obrázek 5: XRD difraktogram katalyzátoru LSM-P5 připraveného podle Příkladu 5Figure 5: XRD diffractogram of the LSM-P5 catalyst prepared according to Example 5

Obrázek 6: XRD difraktogram katalyzátoru LSM-P6 připraveného podle Příkladu 6Figure 6: XRD diffractogram of the LSM-P6 catalyst prepared according to Example 6

Příklady uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Příklad 1: Příprava La(l5Sr(í5MnOs z chloridu lanthanitého za přítomnosti hexahydrátu uhličitanu sodnéhoExample 1: Preparation of La (Sr L5 (i5 MnOs of lanthanum chloride hexahydrate, in the presence of sodium carbonate

8,6 g LaCl3.7H20, 7,8 g MnSO4.H2O, 4,9 g Sr(NO3)3 a 32,9 g Na2CO3.10H2O bylo mícháno v automatické achátové misce po dobu 10 min. Poté byl přikapáván 50% vodný roztok polyetylén glykolu PEG-400 do vzniku pasty (cca 5 ml). Tato byla míchána dalších 20 min. Vzniklý meziprodukt byl ponechán v klidu na vzduchu přes noc a následující den byl rozmíchán ve vodě do vzniku suspenze umožňující převod do nádobek na odstředění, případně přelití na filtrační přepážku. Následovalo oddělení pevné fáze od roztoku (odstředění, filtrace) a opakované promytí vodou a separace pevné fáze. Tato byla sušena 2 h při 120 °C, rozetřena na prášek a kalcinována 4 h při 950 °C. Výsledný katalyzátor La0,5Sr0 5MnO3 (označený LSM-P1) byl tlakem zformován do granulí a použit pro katalytické testy. Výsledek rentgenové difrakce připraveného katalyzátoru je uveden na Obr. 1.8.6 g of LaCl 3 .7H 2 O, 7.8 g of MnSO 4 .H 2 O, 4.9 g of Sr (NO 3 ) 3 and 32.9 g of Na 2 CO 3 .10H 2 O were stirred in an automatic agate dish for 10 min. A 50% aqueous solution of polyethylene glycol PEG-400 was then added dropwise to form a paste (about 5 mL). This was stirred for another 20 min. The resulting intermediate was allowed to stand overnight in air and stirred the next day in water to form a slurry allowing transfer to centrifuge containers or transfer to a filter septum. This was followed by separation of the solid phase from the solution (centrifugation, filtration) and repeated washing with water and separation of the solid phase. This was dried at 120 ° C for 2 hours, pulverized and calcined at 950 ° C for 4 hours. The resulting catalyst La 0, 5SR 0 5 MnO 3 (LSM-designated P1) was pressure formed into pellets and used for the catalytic tests. The X-ray diffraction result of the prepared catalyst is shown in FIG. 1.

Příklad 2: Příprava Lao fSrojMnOs z chloridu lanthanitého za přítomnosti hexahydrátu uhličitanu sodného a bezvodého uhličitanu sodnéhoExample 2: Preparation of Lao fSrojMnOs from lanthanum chloride in the presence of sodium carbonate hexahydrate and anhydrous sodium carbonate

8,6 g LaCl3.7H2O, 7,8 g MnSO4.H2O, 4,9 g Sr(NO3)3 a 16,5 g Na2CO3.10H2O a 6,1 g Na2CO3 bylo mícháno v automatické achátové misce po dobu 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 1 a získán katalyzátor La0>5Sro,5Mn03 (označený LSM-P2). Výsledek rentgenové difrakce připraveného katalyzátoru je uveden na Obr. 2.8.6 g of LaCl 3 .7H 2 O, 7.8 g of MnSO 4 .H 2 O, 4.9 g of Sr (NO 3 ) 3 and 16.5 g of Na 2 CO 3 .10H 2 O and 6.1 g The 2 CO 3 was stirred in an automatic agate dish for 10 min. Subsequently was repeated according to Example 1 and the catalyst of La 0> 5Sro, 5Mn0 3 (designated LSM-P2). The X-ray diffraction result of the prepared catalyst is shown in FIG. 2.

Příklad 3: Příprava Lao^Sro jMnO} z uhličitanu lanthanitého za přítomnosti hexahydrátu uhličitanu sodného a bezvodého uhličitanu sodnéhoExample 3: Preparation of Lao (Sro) from lanthanum carbonate in the presence of sodium carbonate hexahydrate and anhydrous sodium carbonate

5,5 g La2(CO3)3.xH2O, 7,8 g MnSO4.H2O, 4,9 g Sr(NO3)3 a 10,9 g Na2CO3.10H2O a 4,04 g Na2CO3 bylo mícháno v automatické achátové misce po dobu 10 min. Následně byl opakován5.5 g of La 2 (CO 3 ) 3 .xH 2 O, 7.8 g of MnSO 4 .H 2 O, 4.9 g of Sr (NO 3 ) 3 and 10.9 g of Na 2 CO 3 .10H 2 O and 4.04 g of Na 2 CO 3 were stirred in an automatic agate dish for 10 min. It was then repeated

-6CZ 307189 B6 postup dle Příkladu 1 a získán katalyzátor Lao>5Sro5Mn03 (označený LSM-P3). Výsledek rentgenové difrakce připraveného katalyzátoru je uveden na Obr. 3.-6CZ 307189 B6 The procedure of Example 1 and the catalyst Lao> 5 Sro5Mn0 3 (designated LSM-P3). The X-ray diffraction result of the prepared catalyst is shown in FIG. 3.

Příklad 4: Příprava Lao^Sr05Mn03 z dusičnanu lanthanitého za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 4: Preparation of Sr-05 Lao Mn0 3 of lanthanum nitrate in the presence of sodium oxalate

10,0 g La(NO3)3.6H2O, 7,8 g MnSO4.H2O, 4,9 g Sr(NO3)3 a 19,4 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Poté byl přikapáván 50% roztok polyetylén glykolu PEG-400 (cca 10 ml) do vzniku pasty. Tato byla míchána po celkovou dobu i s homogenizací dávající 30 min. Meziprodukt byl ponechán přes noc na vzduchu a následující den byl rozmíchán ve vodě. Suspenze byla odstředěna a opakovaně promyta vodou a odstředěna. Vzniklá tuhá fáze byla sušena 2 h při 120 °C, rozetřena na prášek a kalcinována 4 h při 950 °C. Výsledný katalyzátor Lao^Sro^MnCft (označený LSM-P4) byl tlakem zformován do granulí a použit pro katalytické testy. Výsledek rentgenové difrakce připraveného katalyzátoru je uveden na Obr. 4.10.0 g of La (NO 3 ) 3 .6H 2 O, 7.8 g of MnSO 4 .H 2 O, 4.9 g of Sr (NO 3 ) 3 and 19.4 g of Na 2 C 2 O 4 were homogenized in automatic agate dish for 5 to 10 min. A 50% polyethylene glycol PEG-400 solution (about 10 mL) was then added dropwise to form a paste. This was mixed for a total time with homogenization giving 30 min. The intermediate was left overnight in air and stirred the next day in water. The suspension was centrifuged and washed repeatedly with water and centrifuged. The resulting solid phase was dried at 120 ° C for 2 h, pulverized and calcined at 950 ° C for 4 h. The resulting catalyst Lao ^ Sro ^ MnCft (designated LSM-P4) was formed into granules by pressure and used for catalytic tests. The X-ray diffraction result of the prepared catalyst is shown in FIG. 4.

Příklad 5: Příprava Lao5Sr<)5Mn03 z dusičnanu lanthanitého za přítomnosti šťavelanu amonnéhoExample 5: Preparation of Lao 5 Sr ( MnO 3) from lanthanum nitrate in the presence of ammonium oxalate

5,0 g La(NO3)3.6H2O, 3,9 g MnSO4.H2O, 2,5 g Sr(NO3)3 a 8,2 g (NH4)2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor Lao5Sro>5Mn03 (označený LSM-P5). Výsledek rentgenové difrakce připraveného katalyzátoru je uveden na Obr. 5.5.0 g La (NO 3 ) 3 .6H 2 O, 3.9 g MnSO 4 .H 2 O, 2.5 g Sr (NO 3 ) 3 and 8.2 g (NH 4 ) 2 C 2 O 4 was homogenized in an automatic agate dish for 5 to 10 min. Subsequently, the procedure of Example 4 was repeated to obtain the catalyst Lao 5 Sro > 5 MnO 3 (designated LSM-P5). The X-ray diffraction result of the prepared catalyst is shown in FIG. 5.

Příklad 6: Příprava LaMnO3 z dusičnanu lanthanitého za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 6: Preparation of LaMnO 3 from lanthanum nitrate in the presence of sodium oxalate

17,3 g La(NO3)3.6H2O, 6,8 g MnSO4.H2O a 13,4 gNa2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor LaMnO3 (označený LSM-P6). Výsledek rentgenové difrakce připraveného katalyzátoru je uveden na Obr. 6.17.3 g of La (NO 3 ) 3 .6H 2 O, 6.8 g of MnSO 4 .H 2 O and 13.4 g of Na 2 C 2 O 4 were homogenized in an automatic agate dish for 5 to 10 min. Subsequently, the procedure of Example 4 was repeated to obtain the LaMnO 3 catalyst (designated LSM-P6). The X-ray diffraction result of the prepared catalyst is shown in FIG. 6.

Srovnávací příklad 1: Příprava katalyzátoru Rh/Al2O3 (Rh/A^Oj-SPl)Comparative Example 1: Preparation of a Rh / Al 2 O 3 catalyst (Rh / Al 2 O 3 -Spl)

Impregnace rhodia na α-aluminu byla provedena dle patentu EP 1586365 (Rh/Al2O3-SPl).The impregnation of rhodium on α-alumina was performed according to the patent EP 1586365 (Rh / Al 2 O 3 -SP1).

Srovnávací příklad 2: Příprava katalyzátoru spinel Cu-Ζη ΛΙ (CZA--SP2)Comparative Example 2: Preparation of Cu-Ζη spin spinel catalyst (CZA - SP2)

Spinel Cu-Zn-Al (CZA-SP2) byl připravený podle patentu US2007/0098613A1 kalcinací CuO, ZnO a A12O3.Cu-Zn-Al spin (CZA-SP2) was prepared according to US2007 / 0098613A1 by calcination of CuO, ZnO and Al 2 O 3 .

Srovnávací příklad 3: Příprava katalyzátoru 0,9% Fe naferrieritu (Fe-FER-SP3)Comparative Example 3: Preparation of 0.9% Fe naferrierite catalyst (Fe-FER-SP3)

Vzorek katalyzátoru 0,9% Fe na ferrieritu (Fe-FER-SP3), který složením odpovídá patentovým nárokům v dokumentu WO2012025630, byl připraven postupem uvedeným v (Sádovská G., Tábor E., Sazama P., Lhotka M., Bernauer M., Sobalík Z.: Cat. com., 2017, 89, 133-137), tedy impregnací granulí parentního zeolitu (ferrierit, Si/Al=22), předsušeného 4 h při 120 °C roztokem FeCl3 v acetylcetonu. Po 12 h byl vzorek usušen na vzduchu a podroben vakuovému rozkladu 1 h při 100 °C a 3 h při 350 °C. Následně byl ochlazen na pokojovou teplotu, promyt destilovanou vodou a kalcinován 12 h při 450 °C a 4 h při 950 °C.A sample of the catalyst 0.9% Fe on ferrierite (Fe-FER-SP3), which complies with the claims in WO2012025630, was prepared as described in (Sadovska G., Tabor E., Sazama P., Lhotka M., Bernauer M ., Sobalík Z .: Cat. Com., 2017, 89, 133-137), i.e. by impregnating the granules of the parent zeolite (ferrierite, Si / Al = 22), dried for 4 hours at 120 ° C with FeCl 3 in acetylcetone. After 12 h, the sample was air dried and subjected to vacuum decomposition for 1 h at 100 ° C and 3 h at 350 ° C. It was then cooled to room temperature, washed with distilled water and calcined for 12 hours at 450 ° C and 4 hours at 950 ° C.

Srovnávací příklad 4: Příprava katalyzátoru 70% Fe2O2 a 30% Al2O2 (FeAl-SP5)Comparative Example 4: Preparation of a catalyst of 70% Fe 2 O 2 and 30% Al 2 O 2 (FeAl-SP5)

Směsný dvoufázový oxid obsahující železo a aluminu (FeAl-SP5) byl připraven podle článku (Giecko G., Borowiecki T., Gac W., Kruk J.: Catalysis Today, 2008, 137, 403-9).The mixed biphasic oxide containing iron and alumina (FeAl-SP5) was prepared according to the article (Giecko G., Borowiecki T., Gac W., Kruk J .: Catalysis Today, 2008, 137, 403-9).

Srovnávací příklad 5: Příprava katalyzátoru Hexaaluminát LaFeAl/ f)(LFA-SP6)Comparative Example 5: Preparation of LaFeAl / f Hexaaluminate Catalyst (LFA-SP6)

Hexaaluminát La-Fe-Al (LFA-SP6) byl připraven srážením z roztoku dusičnanů daných kovů dle publikace (Santiago M., Pérez-Ramírez J.: Environ. Sci. Technol., 2007, 41, 1704-9).La-Fe-Al hexaaluminate (LFA-SP6) was prepared by precipitation from a solution of the metal nitrates as described (Santiago M., Pérez-Ramirez J .: Environ. Sci. Technol., 2007, 41, 1704-9).

Příklad Ί: Testování účinnosti katalyzátoru z Příkladu 1Example Ί: Testing the efficiency of the catalyst of Example 1

Směs plynů o složení 1000 ppm N2O, 0,5% NO, 2% O2 a 10 % H2O v He procházela křemenným reaktorem pod tlakem I bar, se zatížením GHSV = 100 000 h 1 (kontaktní čas 0,003 s) přes katalytické lože obsahující katalyzátor Příklad 1. Po dosažení teploty 900 °C tato následně klesala po kroku 50 °C s izotermou na dané teplotě po dobu 1 h. Složení výstupní směsi vykazovalo 100 % eliminaci N2O v celém teplotním intervalu.A gas mixture of 1000 ppm N 2 O, 0.5% NO, 2% O 2 and 10% H 2 O in He passed through the quartz reactor under a pressure of 1 bar, with a GHSV load of 100,000 h 1 (contact time 0.003 s) via a catalyst bed containing catalyst Example 1. After reaching 900 ° C, it subsequently decreased after a 50 ° C step with isotherm at a given temperature for 1 h. The composition of the output mixture showed 100% elimination of N 2 O over the entire temperature range.

Příklad 8: Testování účinnosti katalyzátorů z Příkladů 2 až 6Example 8: Testing the Efficiency of the Catalysts of Examples 2 to 6

Katalytický test popsaný v Příkladu 7 byl aplikován na ostatní perovskitové katalyzátory připravené v Příkladech 2 až 6, které za daných podmínek rovněž zcela eliminovaly přítomnost N2O ve směsi plynů.The catalyst test described in Example 7 was applied to the other perovskite catalysts prepared in Examples 2 to 6, which also completely eliminated the presence of N 2 O in the gas mixture under given conditions.

Příklad 9: Porovnání účinnosti katalyzátorůExample 9: Comparison of catalyst efficiency

Katalyzátory připravené podle Příkladu 1 až 6 a také Srovnávacího příkladu 1 až 5 byly podrobeny katalytickým testům ve stejné směsi plynů o stejném průtoku, jak je uvedeno v Příkladu 7, ale pro nižší objem vzorku poskytující vyšší zatížení GHSV = 350 000 h 1 (kontaktní čas <0,001 s), které umožňuje odhalení rozdílů v katalytické aktivitě jednotlivých katalyzátorů. Získané závislosti konverze N2O na teplotě jsou uvedeny v Tabulkách 1 až 4.The catalysts prepared according to Examples 1 to 6 as well as Comparative Examples 1 to 5 were subjected to catalytic tests in the same gas mixture of the same flow rate as in Example 7, but for a lower sample volume giving a higher GHSV load = 350,000 h 1 (contact time) <0.001 s), which allows to detect differences in catalytic activity of individual catalysts. The temperature dependence of the N 2 O conversion obtained are shown in Tables 1 to 4.

Příklad 10: Porovnám účinnosti katalyzátorů po 12 dnech používáníExample 10: Comparing the efficiency of the catalysts after 12 days of use

Katalyzátory ze Srovnávacích příkladů 1 až 3 a katalyzátor z Příkladu 4 byly podrobeny dlouhodobému zatížení v proudu plynu vzniklého ze spalování amoniaku při teplotě 800 °C po dobu 12 dní. Katalytická aktivita byla opět testována za podmínek uvedených v Příkladu 9. Výsledné hodnoty jsou uvedeny v Tabulce 4. Ze získaných dat vyplývá, že katalyzátor LSM-P4 připravený podle Příkladu 4 umožňuje za vysokých teplot a zvýšené zátěži stále >99% rozklad nežádoucího N2O, což potvrzuje jeho vysokou teplotní i katalytickou stabilitu.The catalysts of Comparative Examples 1 to 3 and the catalyst of Example 4 were subjected to a long-term load in a stream of ammonia combustion gas at 800 ° C for 12 days. The catalytic activity was again tested under the conditions given in Example 9. The resulting values are shown in Table 4. The data obtained show that the LSM-P4 catalyst prepared according to Example 4 still allows> 99% decomposition of unwanted N 2 O at high temperatures and increased load. , which confirms its high temperature and catalytic stability.

-8CZ 307189 B6-8GB 307189 B6

Tabulka 1. Známé katalyzátory připravené dle Srovnávacího příkladu 1 až 5.Table 1. Known catalysts prepared according to Comparative Examples 1 to 5.

Katalyzátor Catalyst Složení Ingredients Konverze (%) (GHSV = 350 000 h’1)Conversion (%) (GHSV = 350,000 h -1 ) 700 °C 700 ° C 750 °C 750 ° C 800 °C 800 [deg.] C 850 °C 850 ° C 900 °C 900 ° C Rh/Al2O3-SPlRh / Al 2 O 3 -SPl 0,6%Rh na A12O3 0.6% Rh on Al 2 O 3 94 94 97 97 99 99 100 100 ALIGN! 100 100 ALIGN! CZA-SP2 CZA-SP1 ZnCuA104 ZnCuA104 65,2 65.2 89,9 89.9 98,2 98.2 99,6 99.6 100 100 ALIGN! Fe-FER-SP3 Fe-FER-SP2 0,9%Fe na FER 0.9% Fe to FER 100 100 ALIGN! 100 100 ALIGN! 100 100 ALIGN! 100 100 ALIGN! 100 100 ALIGN! FeAl-SP4 FeA1-SP4 70% Fe2O} + 30% AI2O3 70% Fe 2 O 3 + 30% Al 2 O 3 2 2 9,6 9.6 27,3 27.3 58,3 58.3 87 87 LFA-SP5 LFA-SP5 LaFeAlnOig LaFeAlnOig 2 2 5 5 11,1 11.1 35,9 35.9 69 69

Tabulka 2. Katalytické vlastnosti katalyzátoru Lao,5Sr0j5Mn03 připraveného dle Příkladů 1 až 3Table 2. Catalytic properties of the Lao, 5Sr, 0.5 MnO 3 catalyst prepared according to Examples 1 to 3

Katalyzátor Catalyst Konverze (%) (GHSV = 350 000 h1)Conversion (%) (GHSV = 350,000 h 1 ) 700 °C 700 ° C 750 °C 750 ° C 800 °C 800 [deg.] C 850 °C 850 ° C 900 °C 900 ° C LSM-P1 LSM-P1 67,1 67.1 85,9 85.9 96,9 96.9 99,7 99.7 100 100 ALIGN! LSM-P2 LSM-P2 51,7 51.7 84,5 84.5 95,7 95.7 100 100 ALIGN! 100 100 ALIGN! LSM-P3 LSM-P3 30,4 30.4 58,5 58.5 85,3 85.3 96,3 96.3 100 100 ALIGN!

Tabulka 3. Složení a katalytické vlastnosti perovskitových katalyzátorů připravených dleTable 3. Composition and catalytic properties of perovskite catalysts prepared according to

Příkladů 4 až 6Examples 4 to 6

Katalyzátor Catalyst Složení Ingredients Konverze (%) (GHSV = 350 000 h1)Conversion (%) (GHSV = 350,000 h 1 ) 700 °C 700 ° C 750 °C 750 ° C 800 °C 800 [deg.] C 850 °C 850 ° C 900 °C 900 ° C LSM-P4 LSM-P4 La0j5Sro,5Mn03 La 0j 5Sro, 5 Mn0 3 95,7 95.7 100 100 ALIGN! 100 100 ALIGN! 100 100 ALIGN! 100 100 ALIGN! LSM-P5 LSM-P5 Lao!5Sr0>5Mn03 Lao ! 5Nr 0> 5 Mn0 3 15,5 15.5 34,2 34.2 54,4 54.4 79,1 79.1 93,9 93.9 LM-P6 LM-P6 LaMnO3 LaMnO 3 29,8 29.8 58,3 58.3 84,9 84.9 94,1 94.1 100 100 ALIGN!

Tabulka 4. Složení a katalytické vlastnosti katalyzátorů po 12 dnech použitíTable 4. Catalyst composition and catalytic properties after 12 days of use

Katalyzátor Catalyst složení Ingredients Konverze (%) (GHSV = 350 000 h1)Conversion (%) (GHSV = 350,000 h 1 ) 700 °C 700 ° C 750 °C 750 ° C 800°C 800 [deg.] C 850 °C 850 ° C 900 °C 900 ° C Rh/Al2O3-SPlRh / Al 2 O 3 -SPl 0,6%Rh na A12O3 0.6% Rh on Al 2 O 3 73,7 73.7 84 84 93 93 97 97 99 99 CZA-SP2 CZA-SP1 ZnCuA104 ZnCuA104 65 65 85 85 95 95 98 98 99 99 Fe-FER-SP3 Fe-FER-SP2 0,9%Fe na FER 0.9% Fe to FER 91 91 94,5 94.5 97 97 98 98 98,6 98.6 LSM-P4 LSM-P4 LaosSrosMnOs LaosSrosMnOs 72 72 95,5 95.5 99,2 99.2 100 100 ALIGN! 100 100 ALIGN!

-9CZ 307189 B6-9EN 307189 B6

Příklad 11: Příprava BaMnO3 za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 11: Preparation of BaMnO 3 in the presence of sodium oxalate

10,5 g Ba(NO3)2, 6,8 g MnSO4.H2O a 13,4 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor BaMnO;,.10.5 g Ba (NO 3 ) 2 , 6.8 g MnSO 4 .H 2 O and 13.4 g Na 2 C 2 O 4 were homogenized in an automatic agate dish for 5 to 10 min. Subsequently, the procedure of Example 4 was repeated to obtain the BaMnO2 catalyst.

Příklad 12: Příprava Zno.sCuo.sAlOs za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 12: Preparation of Zno.sCuo.sAlOs in the presence of sodium oxalate

9,9 g Zn(NO3)2.6H2O, 8,1 g Cu(NO3)2.3H2O, 25,0 g A1(NO3)3.9H2O a 22,3 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor Zn0 5Cuo,5AI03.9.9 g Zn (NO 3 ) 2 .6H 2 O, 8.1 g Cu (NO 3 ) 2 .3H 2 O, 25.0 g A1 (NO 3 ) 3 .9H 2 O and 22.3 g Na 2 C 2 O 4 was homogenized in an automatic agate dish for 5 to 10 min. Subsequently, the procedure of Example 4 was repeated to obtain a ZnO 5 Cuo, 5AlO 3 catalyst.

Příklad 13: Příprava Cao-Cuo.iMnOs za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 13: Preparation of Cao-CuO.1MnOs in the presence of sodium oxalate

6.6 g Ca(NO3)2.4H2O, 2,9 g Cu(NO3)3.3H2O, 6,8 g MnSO4.H2O a 13,4 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor Cao,7Cuoj3Mn03.6.6 g Ca (NO 3 ) 2 .4H 2 O, 2.9 g Cu (NO 3 ) 3 .3H 2 O, 6.8 g MnSO 4 .H 2 O and 13.4 g Na 2 C 2 O 4 were homogenized in an automatic agate dish for 5 to 10 min. Subsequently, the procedure was repeated as in Example 4 and the catalyst Cao 7Cuo J3 Mn0 third

Příklad 14: Příprava Zno.3Sro.5Ceo.2Mno.8O3 za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 14: Preparation of Zno.3Sro.5Ceo.2Mno.8O3 in the presence of sodium oxalate

7.4 g Zn(NO3)2.6H2O, 5,3 g Sr(NO3)2, 4,3 g Ce(NO3)3.6H2O, 6,8 g MnSO4.H2O a 8,4 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor Zn0 sSro^Ceo^Mno.sCh.7.4 g Zn (NO 3 ) 2 .6H 2 O, 5.3 g Sr (NO 3 ) 2 , 4.3 g Ce (NO 3 ) 3 .6H 2 O, 6.8 g MnSO 4 .H 2 O and 8.4 g of Na 2 C 2 O 4 was homogenized in an automatic agate dish for 5 to 10 min. Subsequently, the procedure was repeated as in Example 4 and the catalyst Zn sSro 0 ^ ^ Mno.sCh Ceo.

Příklad 15: Příprava Zro^Coo.jCeOj za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 15: Preparation of ZrO CoCo.jCeOj in the presence of sodium oxalate

3,2 g ZrOCl2.8H2O, 2,9 g Co(NO3)2.6H2O, 8,1 g Ce(SO4)2.4H2O a 7,2 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor Zro^Coo.sCeCb.3.2 g ZrOCl 2 .8H 2 O, 2.9 g Co (NO 3 ) 2 .6H 2 O, 8.1 g Ce (SO 4 ) 2 .4H 2 O and 7.2 g Na 2 C 2 O 4 was homogenized in an automatic agate dish for 5 to 10 min. Subsequently, the procedure of Example 4 was repeated to obtain the catalyst Zro2Co2SCeCl2.

Příklad 16: Příprava CuMnOs za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 16: Preparation of CuMnO s in the presence of sodium oxalate

9.7 g Cu(NO3)2.3H2O, 6,8 g MnSO4.H2O a 13,4 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor CuMnO3.9.7 g of Cu (NO 3 ) 2 .3H 2 O, 6.8 g of MnSO 4 .H 2 O and 13.4 g of Na 2 C 2 O 4 were homogenized in an automatic agate dish for 5 to 10 min. Subsequently, the procedure of Example 4 was repeated to obtain a CuMnO 3 catalyst.

Příklad 17: Příprava LaGeo.2Feo.sO3 za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 17: Preparation of LaGeo.2Feo.sO3 in the presence of sodium oxalate

8.7 g La(NO3)3.6H2O, 0,9 g GeCl4, 6,5 g Fe(NO3)3.9H2O a 6,7 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor LaGe0j2Feo,803.8.7 g of La (NO 3 ) 3 .6H 2 O, 0.9 g of GeCl 4 , 6.5 g of Fe (NO 3 ) 3 .9H 2 O and 6.7 g of Na 2 C 2 O 4 were homogenized in automatic agate dish for 5 to 10 min. Subsequently, the procedure of Example 4 was repeated to obtain the catalyst LaGe 12 Fe 3 O 3 .

Příklad 18: Příprava CroxNio.iCeO} za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 18: Preparation of CroxN 10 AlCl 3 in the presence of sodium oxalate

6.4 g Cr(NO3)3.9H2O, 1,2 g Ni(NO3)2 · 6H2O, 8,7 g Ce(NO3)3.6H2O a 6,7 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor Cr0,8Nio,2Ce03.6.4 g Cr (NO 3 ) 3 .9H 2 O, 1.2 g Ni (NO 3 ) 2 · 6H 2 O, 8.7 g Ce (NO 3 ) 3 .6H 2 O and 6.7 g Na 2 C 2 O 4 was homogenized in an automatic agate dish for 5 to 10 min. Subsequently, the procedure was repeated as in Example 4 and the catalyst of Cr 0, 8Nio 2 CE0 third

- 10CZ 307189 B6- 10GB 307189 B6

Příklad 19: Příprava YCOO3 za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 19: Preparation of YCOO3 in the presence of sodium oxalate

7.7 g Y(NO3)3.6H2O, 5,8 g Co(NO3)2.6H2O a 6,7 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor YCoO3.7.7 g Y (NO 3 ) 3 .6H 2 O, 5.8 g Co (NO 3 ) 2 .6H 2 O and 6.7 g Na 2 C 2 O 4 were homogenized in an automatic agate dish for 5 to 10 min. . Subsequently, the procedure of Example 4 was repeated to obtain the YCoO 3 catalyst.

Příklad 20: Příprava CeCoCY za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 20: Preparation of CeCoCY in the presence of sodium oxalate

8.7 g Ce(NO3)3.6H2O, 5,8 g Co(NO3)2.6H2O a 6,7 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor CeCoO3.8.7 g Ce (NO 3 ) 3 .6H 2 O, 5.8 g Co (NO 3 ) 2 .6H 2 O and 6.7 g Na 2 C 2 O 4 were homogenized in an automatic agate dish for 5 to 10 min. . Subsequently, the procedure of Example 4 was repeated to obtain the CeCoO 3 catalyst.

Příklad 21: Příprava Mgll 5Srll 5SnO3 za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 21: Preparation of Sr 5 mg of LL LL SNO3 5 in the presence of sodium oxalate

3.8 g Mg(NO3)3.6H2O, 2,1 g Sr(NO3)2, 4,1 g SnC2O4 a 3,4 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor Mgo^Sro.sSnCfy3.8 g Mg (NO 3 ) 3 .6H 2 O, 2.1 g Sr (NO 3 ) 2 , 4.1 g SnC 2 O 4 and 3.4 g Na 2 C 2 O 4 were homogenized in an automatic agate bowl after 5 to 10 min. Subsequently, the procedure of Example 4 was repeated to obtain the catalyst Mo 2 S 2 S.snCl 2

Příklad 22: Příprava LaShCf za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 22: Preparation of LaShCf in the presence of sodium oxalate

8.7 g La(NO3)3.6H2O, 4,6 g SbCl3 a 6,7 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor LaSbO3.8.7 g of La (NO 3 ) 3 .6H 2 O, 4.6 g of SbCl 3 and 6.7 g of Na 2 C 2 O 4 were homogenized in an automatic agate dish for 5 to 10 min. Subsequently, the procedure of Example 4 was repeated to obtain the catalyst LaSbO 3 .

Příklad 23: Příprava Υ(> ^Ι) 5Μηθ3 za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 23: Preparation of Υ (> ^ Ι) 5 Μηθ3 in the presence of sodium oxalate

3.8 g Y(NO3)3.6H2O, 2,1 g Sr(NO3)2, 3,4 g MnSO4.H2O a 6,7 gNa2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor Yo,5Sr0j5Mn03.3.8 g Y (NO 3 ) 3 .6H 2 O, 2.1 g Sr (NO 3 ) 2 , 3.4 g MnSO 4 .H 2 O and 6.7 g Na 2 C 2 O 4 were homogenized in an automatic agate bowl for 5 to 10 min. Subsequently, the procedure of Example 4 was repeated to obtain the catalyst Y 0.5Sr 0.5MnO 3 .

Příklad 24: Příprava MgTi()2Mn 0^()3 za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 24: Preparation of MgTi (M 2 O 3) 3 in the presence of sodium oxalate

5,1 g Mg(NO3)2.6H2O, 0,9 g Ti(OC2H5)4, 2,7 g MnSO4.H2O a 6,7 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor MgTio,2Mn0>803.5.1 g Mg (NO 3 ) 2 .6H 2 O, 0.9 g Ti (OC 2 H 5 ) 4 , 2.7 g MnSO 4 .H 2 O and 6.7 g Na 2 C 2 O 4 were homogenized in an automatic agate dish for 5 to 10 min. Subsequently, the procedure of Example 4 was repeated to obtain the MgT 10 catalyst, 2 Mn 0> 80 3 .

Příklad 25: Příprava Ce<) 5Sr0 3MnO3 za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 25: Preparation of Ce 3 S 3 O 3 MnO 3 in the presence of sodium oxalate

4.3 g Ce(NO3)3.6H2O, 2,1 g Sr(NO3)2, 3,4 g MnSO4.H2O a 6,7 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor Ceo.sSrojMnOj.4.3 g Ce (NO 3 ) 3 .6H 2 O, 2.1 g Sr (NO 3 ) 2 , 3.4 g MnSO 4 .H 2 O and 6.7 g Na 2 C 2 O 4 were homogenized in automatic agate dish for 5 to 10 min. Subsequently, the procedure of Example 4 was repeated to obtain a catalyst.

Příklad 26: Příprava TIVO3 za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 26: Preparation of TIVO 3 in the presence of sodium oxalate

5.3 g T1VO3, 3,2 g VC13 a 6,7 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor T1VO3. 3 T1VO 5.3 g, 3.2 g VC1 3 and 6.7 g Na 2 C 2 O 4 were homogenized in an agate automatic mortar for 5 to 10 minutes. Subsequently, the procedure of Example 4 was repeated to obtain the catalyst T1VO 3 .

Příklad 27: Příprava La(33Srl)5FeO3 za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 27: Preparation of La ( 33 Sr ) 5 FeO 3 in the presence of sodium oxalate

4,3 g Fa(NO3)3.6H2O, 2,1 g Sr(NO3)2, 8,1 g Fe(NO3)3.9H2O a 6,7 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor Eao.5Sro,5Fe03.4.3 g Fa (NO 3 ) 3 .6H 2 O, 2.1 g Sr (NO 3 ) 2 , 8.1 g Fe (NO 3 ) 3 .9H 2 O and 6.7 g Na 2 C 2 O 4 was homogenized in an automatic agate dish for 5 to 10 min. Subsequently, the procedure of Example 4 was repeated to obtain the catalyst Eao. 5 Ltd., 5Fe0 3 .

Příklad 28: Příprava PhTiojMno nO3 za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 28: Preparation of PhTiojMno nO 3 in the presence of sodium oxalate

6.6 g Pb(NO3)2, 0,9 g Ti(OC2H5)4, 2,7 g MnSO4.H2O a 6,7 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor PbTio,2Mno 8O3.6.6 g Pb (NO 3 ) 2 , 0.9 g Ti (OC 2 H 5 ) 4 , 2.7 g MnSO 4 .H 2 O and 6.7 g Na 2 C 2 O 4 were homogenized in an automatic agate bowl after 5 to 10 min. Subsequently, the procedure was repeated as in Example 4 and the catalyst PbTio 2 Mn O 8 3rd

Příklad 29: Příprava Cet) 3Sr() 3ZrO3 za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 29: Preparation of Ce 3 Sr (13 ZrO 3) in the presence of sodium oxalate

4.3 g Ce(NO3)3.6H2O, 2,1 g Sr(NO3)2, 6,5 g ZrOCI2.8H2O a 6,7 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor Ceo,5Sro 5ZrO3.4.3 g Ce (NO 3 ) 3 .6H 2 O, 2.1 g Sr (NO 3 ) 2 , 6.5 g ZrOCl 2 .8H 2 O and 6.7 g Na 2 C 2 O 4 were homogenized in automatic agate dish for 5 to 10 min. Subsequently, the procedure of Example 4 was repeated to obtain the catalyst Ce 50.5 S 5 5 ZrO 3 .

Příklad 30: Příprava CaTi()3Ceo,203 za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 30: Preparation of CaTi ( ) 3 Ceo, 20 3 in the presence of sodium oxalate

4.7 g Ca(NO3)2.4H2O, 3,7 g Ti(OC2H5)4, 1,7 g Ce(NO3)3.6H2O a 6,7 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor CaTi0>8Ceo,203.4.7 g Ca (NO 3 ) 2 .4H 2 O, 3.7 g Ti (OC 2 H 5 ) 4 , 1.7 g Ce (NO 3 ) 3 .6H 2 O and 6.7 g Na 2 C 2 O 4 was homogenized in an automatic agate dish for 5 to 10 min. Subsequently, the procedure of Example 4 was repeated to obtain a catalyst of CaTi 0> 8 Ceo, 2 0 3 .

Příklad 31: Příprava Ca()7Ceo.3Mn03 za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 31: Preparation of Ca ( 17) Ceo. 3 MnO 3 in the presence of sodium oxalate

3.3 g Ca(NO3)2.4H2O, 2,6 g Ce(NO3)3.6H2O, 3,4 g MnSO4.H2O a 6,7 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor CaojCeo,3MnO3.3.3 g Ca (NO 3 ) 2 .4H 2 O, 2.6 g Ce (NO 3 ) 3 .6H 2 O, 3.4 g MnSO 4 .H 2 O and 6.7 g Na 2 C 2 O 4 were homogenized in an automatic agate dish for 5 to 10 min. Subsequently, the procedure of Example 4 was repeated to obtain a CaojCeo, 3 MnO 3 catalyst.

Příklad 32: Příprava AgCeo3Mnl)303 za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 32: Preparation of AgCeo 3 Mn 1) 3 0 3 in the presence of sodium oxalate

3.4 g AgNO3,4,3 g Ce(NO3)3.6H2O, 1,7 g MnSO4.H2O a 6,7 gNa2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor AgCeo.5Mno.5O3.3.4 g AgNO 3 , 4.3 g Ce (NO 3 ) 3 .6H 2 O, 1.7 g MnSO 4 .H 2 O and 6.7 gNa 2 C 2 O 4 were homogenized in an automatic agate dish for 5 to 6 hours. 10 min. Subsequently, the procedure of Example 4 was repeated to obtain the catalyst AgCeo.5Mno.5O3.

Příklad 33: Příprava Mgit5Cd<l3WO3 za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 33: Preparation of Mg 15 Cd < 13 WO 3 in the presence of sodium oxalate

2,6 g Mg(NO3)2.6H2O, 3,1 g Cd(NO3)2.4H2O, 6,6 g Na2WO4.2H2O a 6,7 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor Mgo.5Cdo.5WO3.2.6 g Mg (NO 3 ) 2 .6H 2 O, 3.1 g Cd (NO 3 ) 2 .4H 2 O, 6.6 g Na 2 WO 4 .2H 2 O and 6.7 g Na 2 C 2 O 4 was homogenized in an automatic agate dish for 5 to 10 min. Subsequently, the procedure of Example 4 was repeated to obtain the catalyst Mgo 5 C to 5 WO 3.

Příklad 34: Příprava Pbll 2La() sMoO3 za přítomnosti šťavelanu sodnéhoExample 34: Preparation of Pb 11 2 La () sMoO 3 in the presence of sodium oxalate

1,3 g Pb(NO3)2, 6,9 g Fa(NO3)3.6H2O, 2,6 g MoO2 a 6,7 g Na2C2O4 bylo homogenizováno v automatické achátové misce po dobu 5 až 10 min. MoO2 může být použit i jako jemně pomletý nebo nanočásticové struktury. Následně byl opakován postup dle Příkladu 4 a získán katalyzátor Pbo,2La0,8Mo03.1.3 g Pb (NO 3 ) 2 , 6.9 g Fa (NO 3 ) 3 .6H 2 O, 2.6 g MoO 2 and 6.7 g Na 2 C 2 O 4 were homogenized in an automatic agate bowl after 5 to 10 min. MoO 2 can also be used as finely ground or nanoparticle structures. Subsequently, the procedure was repeated as in Example 4 and the catalyst PbO 2LA 0 8Mo0 third

Claims (10)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Způsob výroby katalyzátorů perovskitové struktury pro vysokoteplotní rozklad N2O, které mají obecný vzorec A! xBxCyDi yO3_s a kde A a B jsou vybrané ze skupiny sestávající z lanthanoidů, kovů alkalických zemin, kovů skupiny III.A a IV.A, přechodných kovů skupiny I.B, II.B, III.B, IV.B, VI.B, VIII.B a Bi;A process for producing perovskite structure catalysts for high temperature decomposition of N 2 O having the general formula A! x B x C y O 3 Di _ y S, and wherein A and B are selected from the group consisting of lanthanide metals, alkaline earth metals, metals from Group IIIA and IV.A, transition metal group IB, IIB, IIIB , IV.B, VI.B, VIII.B and Bi; C a D jsou vybrané ze skupiny sestávající z přechodných kovů skupiny IV.B, V.B, VI.B, VII.B, VIII.B, lanthanoidů, Sn, Al a Sb;C and D are selected from the group consisting of transition metals of Group IV.B, Great, VI.B, VII.B, VIII.B, lanthanides, Sn, Al and Sb; x a y jsou nezávislá čísla v rozmezí od 0 do 1 a δ je číslo určující nestechiometrii kyslíku nabývající hodnot v rozmezí od -0,1 do 0,5;x and y are independent numbers ranging from 0 to 1 and δ is a number indicating the non-stoichiometry of oxygen ranging from -0.1 to 0.5; vyznačený tím, že zahrnuje následující kroky:characterized in that it comprises the following steps: i) pevné fáze vodorozpustných solí kationtů A, B, C a D ve vzájemném stechiometrickém poměru se smíchají s 1,1 až l,4násobkem vodorozpustné soli aniontu vybraného ze skupiny zahrnující uhličitan, hydrogenuhličitan, šťavelan, síran, metafosforečnan, fosforečnan, hydroxid, dusitan, chroman a dichroman;i) the solid phases of the water-soluble salts of cations A, B, C and D in a stoichiometric ratio are mixed with 1.1 to 1.4 times the water-soluble salt of an anion selected from the group consisting of carbonate, bicarbonate, oxalate, sulfate, metaphosphate, phosphate, hydroxide, nitrite , chromate and dichromate; ii) výsledná směs se homogenizuje;ii) homogenizing the resulting mixture; iii) k homogenizované směsi se přidá vodný roztok surfaktantu o koncentraci v rozmezí od 5 do 80 hmotn. % a v množství do 10 hmotn. % z celkové hmotnosti homogenizovaných solí z kroku ii), a výsledná směs se míchá po dobu 10 až 40 minut za vzniku pasty;iii) adding to the homogenized mixture an aqueous surfactant solution in a concentration ranging from 5 to 80 wt. % and up to 10 wt. % of the total weight of the homogenized salts of step ii), and the resulting mixture is stirred for 10 to 40 minutes to form a paste; iv) pasta z kroku iii) se nechá doreagovat volným stáním při laboratorní teplotě po dobu alespoň dvou hodin;iv) allowing the paste of step iii) to react by free standing at room temperature for at least two hours; v) doreagovaná pasta z kroku iv) se rozmíchá ve vodě za vniku suspenze;v) mixing the reacted paste from step iv) in water to form a suspension; vi) suspenze z předchozího kroku se přefiltruje, pevná fáze se popřípadě dále promyje vodou a případně odstředí, přičemž promytí vodou a případné odstředění se může několikrát opakovat;vi) filtering the suspension from the previous step, optionally washing the solid phase further with water and optionally centrifuging, washing with water and optionally centrifuging several times; vii) pevná fáze z předchozího kroku se usuší při teplotě v rozmezí od 100 do 150 °C;vii) drying the solid from the previous step at a temperature in the range of from 100 to 150 ° C; viii) usušená pevná fáze se rozemele na prášek a kalcinuje při teplotě alespoň 900 °C po dobu nejméně 2 hodin.(viii) The dried solid is ground to a powder and calcined at a temperature of at least 900 ° C for at least 2 hours. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že surfaktant je vybraný ze skupiny nepěnivých neionogenních tenzidů obsahujících -OH nebo -NH2 koncové skupiny, zahrnující ethoxylované (Cl až Cl2)alifatické alkoholy, ethoxylované (C16 až C21)mastné kyseliny, s výhodou (C16 až C18)mastné kyseliny, polyoxyetyleny, estery (Cl2 až C20)karboxylových kyselin, polyetylenové glykolové estery.Method according to claim 1, characterized in that the surfactant is selected from the group of non-foaming non-ionic surfactants containing -OH or -NH 2 end groups, comprising ethoxylated (C1 to Cl2) aliphatic alcohols, ethoxylated (C16 to C21) fatty acids, preferably (C16 to C18) fatty acids, polyoxyethylenes, carboxylic acid esters (C1 to C20), polyethylene glycol esters. 3. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 a 2, vyznačený tím, že surfaktant je ve formě 30 až 70% vodného roztoku, s výhodou 40 až 60% vodného roztoku.Method according to either of Claims 1 and 2, characterized in that the surfactant is in the form of a 30 to 70% aqueous solution, preferably a 40 to 60% aqueous solution. 4. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačený tím, že vodorozpustné soli kationtů A, B, C a D jsou vybrané ze skupiny zahrnující soli anorganických kyselin, organických monokarboxylových, dikarboxylových a trikarboxylových (Cl až C10) kyselin, a (Cl až C4)alkoxidové soli, s výhodou jsou vodorozpustnými solemi kationtů A, B, C a D jejich sírany, uhličitany, halogenidy, dusičnany, fosforečnany, acetáty, mravenčany, citráty, oxaláty, laktáty, šťavelany, ethoxidy.Process according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the water-soluble salts of cations A, B, C and D are selected from the group comprising salts of inorganic acids, organic monocarboxylic, dicarboxylic and tricarboxylic (C1 to C10) acids, and (C1). to C4) alkoxide salts, preferably the water-soluble salts of cations A, B, C and D are their sulfates, carbonates, halides, nitrates, phosphates, acetates, formates, citrates, oxalates, lactates, oxalates, ethoxides. 5. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačený tím, že vodorozpustná sůl aniontu vybraného z uhličitanu, hydrogenuhličitanu, šťavelanu, síranu, metafosforečnanu, fosforečnanu, hydroxidu, dusitanu, chromanu a dichromanu v kroku i) má kation vybraný ze skupiny zahrnující Na+, K+, NH4 +.The process according to any one of claims 1 to 4, wherein the water-soluble salt of the anion selected from carbonate, bicarbonate, oxalate, sulfate, metaphosphate, phosphate, hydroxide, nitrite, chromate and dichromate in step i) has a cation selected from the group consisting of Na + , K + , NH 4 + . - 13 CZ 307189 B6- 13 GB 307189 B6 6. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačený tím, že krok sušení pevné fáze v kroku vii) proběhne při teplotě 120 °C.Process according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the step of drying the solid phase in step vii) is carried out at a temperature of 120 ° C. 7. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačený tím, že kalcinace v kroku viii) proběhne při teplotě v rozmezí od 900 °C do 1000 °C.Process according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the calcination in step viii) is carried out at a temperature in the range from 900 ° C to 1000 ° C. 8. Katalyzátor perovskitové struktury obecného vzorce A] xBxCyDi yO3_s pro vysokoteplotní rozklad N2O, kde A a B jsou vybrané ze skupiny sestávající z lanthanoidů, kovů alkalických zemin, kovů skupiny II1.A a IV.A, přechodných kovů skupiny I.B, II.B, 1I1.B, IV.B, VI.B, VIII.B a Bi;Eighth catalyst of the perovskite structure of the general formula A] x B x C y O y Di _ 3 with high-temperature decomposition of N 2 O, wherein A and B are selected from the group consisting of lanthanide metals, alkaline earth metals, metals of Group IV and II1.A .A, Group IB, II.B, II.B, IV.B, VI.B, VIII.B and Bi transition metals; C a D jsou vybrané ze skupiny sestávající z přechodných kovů skupiny IV.B, V.B, VI.B, VII.B, VIII.B, lanthanoidů, Sn, Al a Sb;C and D are selected from the group consisting of transition metals of Group IV.B, Great, VI.B, VII.B, VIII.B, lanthanides, Sn, Al and Sb; a přičemž x a y jsou nezávisle čísla v rozmezí od 0 do 1 a δ je číslo určující nestechiometrii kyslíku nabývající hodnot v rozmezí od -0,1 do 0,5;and wherein x and y are independently numbers in the range of 0 to 1 and δ is a number indicating the non-stoichiometry of oxygen, ranging from -0.1 to 0.5; a přičemž látkou obecného vzorce A| XBXCVD| VO3 δ není BaMnO3, CuMnO3, YCoO3, CeCoO3, LaSbO3, YosSro 5MnO3, MgTio,2Mno_s03, Ceo^Sro 3MnO3, TIVO3, Lao jSro^FeOs, CaTiosCeo>203, Cao 7Ceo>3Mn03, AgCeo^Mno δΟ3, Pbo,2Lao,8Mo03.and wherein the compound of formula A | X B X C V D | In O 3 δ is not BaMnO 3 , CuMnO 3 , YCoO 3 , CeCoO 3 , LaSbO 3 , YosSro 5MnO 3 , MgTio, 2 MnO0 3 , Ceo ^ Sro 3 MnO 3 , TIVO 3 , Lao jSro ^ FeOs, CaTiosCeo > 2 0 3 , Cao 7Ceo > 3 Mn0 3 , AgCeo ^ Mn δ 3 , Pbo, 2 Lao, 8Mo0 3 . 9. Katalyzátor perovskitové struktury pro vysokoteplotní rozklad N2O podle nároku 8, vyznačený tím, že je vybraný ze skupiny sestávající z Laoi5Sr0>5Mn03, LaMnO3, Zno.sCuo.sAIOs, Cao_7Cuoj3Mn03, Zno.sSro^Ceo^Mno^Oi, Zro^Coo^CeOs, LaGeo^Feo^Os, Cro.8Nioj2Ce03, Mgo^Sro 5SnO3, PbTiooMno^Oi, Ceo,5Sro,5Zr03, Mgo^Cdo 5WO3.9. A catalyst as the perovskite structure for high temperature decomposition of N 2 O according to Claim 8, characterized in that it is selected from the group consisting of Sr, Lao i5 0> 5Mn0 3 Lamna 3 Zno.sCuo.sAIOs, Cao_7Cuo J3 Mn0 3 Zno.sSro Ceo ^ ^ ^ Oi Well, ZrO ^ ^ Coo CEOs, Lage Feo ^ ^ Os Cro.8Nio j2 CE0 3, MgO-SnO Ltd. 5 3 PbTiooMno ^ Oi, Ceo, 5Sro, 5Zr0 3, MgO-Cdo 5WO third 10. Použití katalyzátorů perovskitové struktury obecného vzorce AnBmCoDpZqO3 podle nároku 8 nebo 9 pro vysokoteplotní rozklad N2O.Use of perovskite structure catalysts of the general formula A n B m C o D p Z q O 3 according to claim 8 or 9 for high temperature decomposition of N 2 O.
CZ2017-50A 2017-01-30 2017-01-30 A method of production of catalysts of a perovskite structure, catalysts perovskite structure and their use for high temperature decomposition of N2O CZ307189B6 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2017-50A CZ307189B6 (en) 2017-01-30 2017-01-30 A method of production of catalysts of a perovskite structure, catalysts perovskite structure and their use for high temperature decomposition of N2O
EP18150610.6A EP3354341B1 (en) 2017-01-30 2018-01-08 Method of production of perovskite structure catalysts, perovskite structure catalysts and use thereof for high temperature decomposition of n2o

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2017-50A CZ307189B6 (en) 2017-01-30 2017-01-30 A method of production of catalysts of a perovskite structure, catalysts perovskite structure and their use for high temperature decomposition of N2O

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ201750A3 CZ201750A3 (en) 2018-03-07
CZ307189B6 true CZ307189B6 (en) 2018-03-07

Family

ID=60990638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2017-50A CZ307189B6 (en) 2017-01-30 2017-01-30 A method of production of catalysts of a perovskite structure, catalysts perovskite structure and their use for high temperature decomposition of N2O

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3354341B1 (en)
CZ (1) CZ307189B6 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109261158A (en) * 2018-11-08 2019-01-25 烟台大学 A kind of preparation method and application of yttrium-cobalt composite oxide catalyst
CN113769752B (en) * 2021-09-23 2023-08-22 淮阴师范学院 Preparation method of dodecahedron iron doped cerium dioxide composite photocatalyst
CN114054020B (en) * 2021-11-19 2023-05-23 中国科学院生态环境研究中心 Perovskite structure material and application thereof in formaldehyde removal at room temperature
CN115739090B (en) * 2022-11-03 2024-05-07 辽宁大学 Preparation method and application of transition metal oxide catalyst with high surface oxygen vacancy density
CN116328798B (en) * 2022-12-29 2024-05-28 中国民航大学 Method for synthesizing trifluoroiodomethane by co-conversion iodination
CN116581314B (en) * 2023-07-07 2023-09-22 华北电力大学 High-entropy oxide catalyst for fuel cell and preparation method thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997037760A1 (en) * 1996-04-10 1997-10-16 Catalytic Solutions, Inc. Perovskite-type metal oxide compounds
WO2004096703A2 (en) * 2003-04-29 2004-11-11 Johnson Matthey Plc Ammonia oxidation process
WO2007104403A1 (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Umicore Ag & Co. Kg Catalyst and process for the decomposition of nitrous oxide as well as process and device in nitric acid preparation
CN101664694A (en) * 2008-09-04 2010-03-10 北京石油化工学院 Catalyst for decomposition of N2O and preparation method and application thereof
CN101745394A (en) * 2008-11-28 2010-06-23 北京石油化工学院 Catalyst used for decomposing N2O and preparation method and application thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2281123A1 (en) * 1998-09-03 2000-03-03 Gaz De France Thermally stable, highly active perovskite catalysts for complete oxidation at high temperatures, and the process for their preparation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997037760A1 (en) * 1996-04-10 1997-10-16 Catalytic Solutions, Inc. Perovskite-type metal oxide compounds
WO2004096703A2 (en) * 2003-04-29 2004-11-11 Johnson Matthey Plc Ammonia oxidation process
WO2007104403A1 (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Umicore Ag & Co. Kg Catalyst and process for the decomposition of nitrous oxide as well as process and device in nitric acid preparation
CN101664694A (en) * 2008-09-04 2010-03-10 北京石油化工学院 Catalyst for decomposition of N2O and preparation method and application thereof
CN101745394A (en) * 2008-11-28 2010-06-23 北京石油化工学院 Catalyst used for decomposing N2O and preparation method and application thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CZ201750A3 (en) 2018-03-07
EP3354341A1 (en) 2018-08-01
EP3354341C0 (en) 2023-09-20
EP3354341B1 (en) 2023-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ307189B6 (en) A method of production of catalysts of a perovskite structure, catalysts perovskite structure and their use for high temperature decomposition of N2O
US20240058800A1 (en) Haber-bosch catalyst comprising an anion-vacant lattice
KR101809606B1 (en) Process of direct copper exchange into na+ form of chabazite molecular sieve, and catalysts, systems and methods
US20100204039A1 (en) Exhaust Gas-Purifying Catalyst
EP2223905A1 (en) Novel zirconia ceria compositions
KR100655133B1 (en) METAL OXIDE CATALYST FOR REMOVING NOx AND METHOD OF PREPARING THE SAME
ES2212222T3 (en) PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF ANTIMONIATE CATALYSTS FOR (AM) OXIDATION OF ALKANS AND ALKENS.
JP2017081812A (en) Manganese-zirconium-based composite oxide and manufacturing method therefor and application thereof
CN112007654A (en) Low-temperature sulfur-resistant denitration catalyst and preparation method and application thereof
KR101122346B1 (en) Process of making mixed metal oxide catalysts for the production of unsaturated aldehydes from olefins
JP2002371074A (en) Method for producing oxysilane compound
FI119500B (en) Catalysts with extremely finely divided active components
KR101834271B1 (en) Development of low temperature VOC oxidation catalyst rival to PGM-based catalysts
CN111437875A (en) Cerium-iron molecular sieve based catalyst with wide temperature range and preparation method thereof
JP7146890B2 (en) Rare earth metal vanadate catalyst for nitrogen oxide reduction
RU2690852C2 (en) Catalyst compositions without noble metals
JP2018104230A (en) Method for producing perovskite composite oxide
KR102170922B1 (en) Method for producing denitrification catalysts and the denitrification catalysts produced thereby
JPH02187130A (en) Method for nitrogen oxide removal
US20230241585A1 (en) Surface-modified ceria-zirconia mixed oxide compound for gasoline exhaust gas applications
JP2012196653A (en) Catalyst carrier, catalyst for purifying exhaust gas using the same, and method of purifying exhaust gas using the catalyst
PL243594B1 (en) Catalyst for high-temperature decomposition of nitrous oxide
CN116493018A (en) High-concentration N for catalytic decomposition 2 O composite oxide catalyst and preparation method thereof
JP6049158B2 (en) Ammonia oxidation catalyst for nitric acid production based on yttrium-gadolinium orthocobaltate
JP2004359540A (en) K2nif4 type composite oxide and exhaust gas purifying catalyst